新型添加劑使鈣鈦礦LED更穩(wěn)定高效

    在16日出版的《自然·光子學(xué)》雜志上，美國(guó)普林斯頓大學(xué)研究人員發(fā)表論文稱，他們開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，通過(guò)添加有機(jī)鹵化銨，制造 出了成本更低、效率更高且性能更穩(wěn)定的鈣鈦礦發(fā)光二極管(LED)。

    過(guò)去10年來(lái)，LED的應(yīng)用越來(lái)越廣，其節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小，但制造成本也相對(duì)較高，降低LED制造成本是相關(guān)產(chǎn)業(yè)界的重要目 標(biāo)。鈣鈦礦算是一種古老的材料，1839年首次發(fā)現(xiàn)于俄羅斯烏拉爾山脈，因俄羅斯礦物學(xué)家列夫·波洛夫斯基而得名(鈣鈦礦的英文名 稱是Perovskite)。這種材料多為立方體或八面體，具有奇特屬性。它可以是半導(dǎo)體，也可以是超導(dǎo)體，取決于其結(jié)構(gòu)。作為一種新型 功能材料，鈣鈦礦在環(huán)境保護(hù)和工業(yè)催化等領(lǐng)域具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。近幾年，因其在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的應(yīng)用而受到持續(xù)關(guān)注。

    有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的鈣鈦礦材料也被很多科學(xué)家視為氮化鎵等LED制備材料的替代品，但成膜效率低、穩(wěn)定性不高這兩個(gè)缺點(diǎn)制約了其在LED 領(lǐng)域的應(yīng)用。此次，普林斯頓大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)的新技術(shù)解決了這一問(wèn)題。他們?cè)谡撐闹蟹Q，在制造鈣鈦礦薄膜時(shí)，在鈣鈦礦溶液中添 加有機(jī)鹵化銨，尤其是長(zhǎng)鏈有機(jī)鹵化銨，會(huì)使鈣鈦礦晶體顆粒小很多，制成的鈣鈦礦薄膜更薄、更光滑。而這樣的鈣鈦礦薄膜意味著更 好的外部量子效率，會(huì)使發(fā)光二極管的效率更高，穩(wěn)定性更好。

    相比于硅和其他LED制備材料，鈣鈦礦更廉價(jià)，制備工藝也更簡(jiǎn)單。研究人員稱，新技術(shù)將加速鈣鈦礦在照明、顯示、激光領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng) 用，使未來(lái)的LED產(chǎn)品更高效且廉價(jià)。