近日,肉视频邹炳锁教授领衔的纳米光子学材料与技术团队在深蓝光发光器件研究领域取得新进展。相关成果以“Efficient deep-blue LEDs based on colloidal CsPbBr3 nanoplatelets meeting the Rec.2020 standard”为题,发表在国际顶尖Nature学术期刊子刊Light: Science & Applications上。邹炳锁教授与物理科学与工程技术学院曹盛、赵家龙为共同通讯作者,广西大学为论文的第一单位及通讯单位。

金属铅虽然未列入广西关键金属,但其也是广西的重要特色金属,其资源丰富,与许多广西关键金属如锡、锑等在矿物中共存或伴生;近年来它作为新型离子型半导体—卤化物钙钛矿材料的核心元素在光电技术领域大放异彩。 钙钛矿发光二极管(PeLED)因其优异的色纯度和高发光效率,被视为下一代显示技术的理想候选。尽管红光和绿光PeLED的外量子效率(EQE)已突破20%,深蓝色PeLEDs的发展仍面临严峻挑战和困难。国际电信联盟Rec.2020标准对蓝色的色坐标提出了极为严苛的要求(CIE-y ≤ 0.046)。然而,传统混合卤化物钙钛矿因卤素空位缺陷和相分离问题,难以同时实现高效率和高色纯度。胶体CsPbBr3纳米片(NPLs)凭借其量子限域效应和各向异性能隙调控,可实现窄带深蓝发光,被认成是解决该难题的理想材料。 但其表面缺陷和配体的不稳定性仍会造成严重的非辐射复合过程,制约了其LED器件性能的进一步提升。

针对这一技术难题,研究团队提出了一种创新性的酸辅助配体钝化策略调整合成路线,成功合成了CsPbBr3 NPLs,显著提升了它的发光性能。该方法通过质子作用剥离弱结合的长链配体(油胺和油酸),并引入短链三丁基膦-硫(S-TBP)实现高效钝化,使材料的光致发光量子产率从19%大幅提升至96%,发射峰位稳定在461 nm,半峰宽仅13 nm,CIE-y值低至0.046。基于该材料构建的深蓝色PeLED实现了6.81%的外量子效率和143 cd m-2的峰值亮度,刷新了该领域的关键性能指标。这一成果为开发高效、稳定的深蓝光PeLED器件提供了有效策略,展现了钙钛矿纳米材料在下一代超高清显示商业化中的广阔前景。
据悉,本研究工作得到了国家自然科学基金、广西科技计划项目、广西“纳米光子学材料与技术”人才小高地等项目的资助,以及国家和自治区有色金属与特色加工重点实验室平台的大力支持。
一审一校:邹炳锁
二审二校:王欣鹏 刘 娜
三审三校:沈大强