由西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士黃維教授與南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院常務(wù)副院長王建浦教授所帶領(lǐng)的團隊利用低溫溶液法，近日在鈣鈦礦發(fā)光層設(shè)計上提出了新思路，將近紅外鈣鈦礦LED外量子效率提高到20．7％，再次刷新了世界紀(jì)錄，其相關(guān)研究成果于10月11日發(fā)表在Nature（《自然》）雜志上。

LED是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化成光能的半導(dǎo)體電子元件，具有節(jié)能、環(huán)保、安全和高亮度等特點，在日常生活和生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。近年來興起的鈣鈦礦發(fā)光二極管兼具無機LED和有機發(fā)光二極管（OLED）的優(yōu)勢，在低能耗、高亮度、大尺寸顯示與照明領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。2016年該科研團隊即提出鈣鈦礦維度調(diào)控創(chuàng)造鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）效率記錄。

對于許多長期從事鈣鈦礦LED研究的科學(xué)家們來說，唯有平整、覆蓋率高、無明顯孔洞的鈣鈦礦薄膜才是實現(xiàn)高效率器件的基礎(chǔ)。該科研團隊此次在《自然》雜志上發(fā)表的題為“基于自發(fā)形成亞微米結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦發(fā)光二極管”的研究論文不僅打破這一觀點，還報道了當(dāng)前世界上最高的鈣鈦礦LED外量子效率。王建浦教授說，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)鈣鈦礦晶粒像一個個麻將牌，互不相連且不規(guī)則地分布在襯底表面時，可以獲得外量子效率達(dá)到20．7％的近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管，與國際同行獲得的13％外量子效率相比，提高了將近8個百分點，器件輻照度達(dá)到390 W sr－1 m－2，并且在100 mA cm－2的電流密度下持續(xù)工作20個小時后效率才降低一半，性能遠(yuǎn)超目前熱門的相近發(fā)光波段的OLED。

據(jù)黃維院士介紹，該團隊還與與浙江大學(xué)田鶴教授、戴道鋅教授團隊合作，發(fā)現(xiàn)這種鈣鈦礦發(fā)光層是由分散的鈣鈦礦晶粒和嵌入在晶粒之間的低折射率有機絕緣層組成的，并且這種結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步使器件頂電極形成高低起伏的褶皺結(jié)構(gòu)，從而有效提升器件的出光效率。這一成果對鈣鈦礦LED的發(fā)展與應(yīng)用具有重要的理論意義和實踐意義，為進(jìn)一步推進(jìn)鈣鈦礦LED的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了全新思路和途徑。”