中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的肖正國教授及其研究團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）技術(shù)領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性突破，為提升LED的壽命提供了新的解決方案。這一創(chuàng)新成果近日在《自然》期刊上發(fā)表，引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注。
鈣鈦礦作為一種性能卓越的新型材料，以其高發(fā)光效率、低成本及制作靈活性，在太陽能電池、LED和探測器等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，傳統(tǒng)的鈣鈦礦材料中，電子和空穴的有效碰撞發(fā)光一直是個(gè)難題。為了克服這一挑戰(zhàn)，科研人員通常采取“強(qiáng)空間限域”方法，如制作微小的納米顆粒或極薄的材料層，以提高發(fā)光效率。但這種方法往往導(dǎo)致LED亮度不高且使用壽命短，限制了其實(shí)際應(yīng)用。
肖正國團(tuán)隊(duì)則另辟蹊徑，提出了一種名為“弱空間限域”的新策略。他們通過在鈣鈦礦材料中添加特定的化合物——次磷酸和氯化銨，并結(jié)合高溫退火工藝，成功制備出了晶體顆粒更大、缺陷更少的全無機(jī)鈣鈦礦薄膜。這種新型薄膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加有序，有效避免了小晶體帶來的缺陷問題，從而顯著提升了LED的穩(wěn)定性和亮度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用“弱空間限域”方法制備的鈣鈦礦LED，其發(fā)光效率超過了22%，與商業(yè)化顯示產(chǎn)品的發(fā)光效率相當(dāng)。更令人矚目的是，其極限亮度達(dá)到了驚人的116萬尼特，遠(yuǎn)超目前市場上主流商用OLED或LED屏幕的亮度水平。這意味著，在正常使用條件下（如亮度為100尼特），這種新型鈣鈦礦LED的理論使用壽命可超過18萬小時(shí)，滿足了商業(yè)化LED產(chǎn)品的廣泛標(biāo)準(zhǔn)。
肖正國團(tuán)隊(duì)的這一突破性技術(shù)，不僅成功解決了以往鈣鈦礦LED在效率和穩(wěn)定性上難以兼顧的問題，更為高端顯示屏、超高亮度照明等領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新途徑。可以預(yù)見，隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟和推廣，LED技術(shù)將邁入一個(gè)全新的發(fā)展階段。
此次研究由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院的博士研究生彭琛琛、姚海濤、Othman Ali以及特任副研究員陳文靜共同參與，并得到了復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院楊迎國研究員的支持。肖正國教授作為通訊作者，為這一重要成果的發(fā)表做出了重要貢獻(xiàn)。
