金屬鹵化物鈣鈦礦被認(rèn)為是用于發(fā)光器件(LED)的下一代材料。最近由香港城市大學(xué)(CityU)科學(xué)家共同領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)聯(lián)合研究開發(fā)出一種新的高效制造方法，用于生產(chǎn)具有更好光學(xué)性能和穩(wěn)定性的全無機(jī)鈣鈦礦薄膜，從而實(shí)現(xiàn)高色純度的開發(fā)和低成本的鈣鈦礦LED，具有高使用壽命。

鈣鈦礦LED(PeLED)是一種新興的發(fā)光技術(shù)，具有制造成本低，光質(zhì)量高和能效高的優(yōu)點(diǎn)。金屬鹵化物(意指具有氯，溴或碘的金屬化合物)鈣鈦礦最近作為用于溶液處理的LED的有希望的材料由于其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)(例如飽和發(fā)光顏色和容易的顏色可調(diào)性)而引起了很多關(guān)注。

特別是，與有機(jī) - 無機(jī)“雜化”金屬鹵化物鈣鈦礦相比，基于無機(jī)銫陽離子的鈣鈦礦，即CsPbX3(其中X可以是氯，溴和碘)表現(xiàn)出更好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，因此可以為具有合理操作穩(wěn)定性的高性能LED。但是之前的無機(jī)PeLED由于其大的鈣鈦礦晶粒尺寸而表現(xiàn)出相對(duì)差的電致發(fā)光性能。

現(xiàn)在，CityU和中國(guó)大陸上海大學(xué)的一組研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種高效的制造方法，可以制造出光滑的無機(jī)鈣鈦礦薄膜，并且具有顯著的性能和穩(wěn)定性。他們的研究結(jié)果發(fā)表在最新一期(2019,10,665 )的科學(xué)雜志“ 自然通訊”上，標(biāo)題為“三氟乙酸鹽誘導(dǎo)的小顆粒CsPbBr3鈣鈦礦薄膜，可生成高效穩(wěn)定的發(fā)光器件”。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在一步溶液涂層中使用三氟乙酸銫(TFA)作為銫源，而不是常用的溴化銫(CsBr)，可以快速結(jié)晶小顆粒CsPbBr3鈣鈦礦晶體，形成光滑和針孔 - 免費(fèi)的鈣鈦礦薄膜。這是因?yàn)門FA-陰離子與CsPbX3前體溶液中的Pb2 +陽離子的相互作用極大地改善了鈣鈦礦薄膜的結(jié)晶速率并抑制了表面缺陷。

因此，該團(tuán)隊(duì)已成功制造出基于這些薄膜的高效穩(wěn)定的綠色PeLED，最大電流效率為32.0 cd A-1，相當(dāng)于10.5%的外部量子效率 - 這一水平通常被認(rèn)為是令人滿意的PeLEDs。

更重要的是，基于這些薄膜的全無機(jī)鈣鈦礦LED顯示出了創(chuàng)紀(jì)錄的使用壽命。它們?cè)诔跏剂炼葹?00cdm-2時(shí)具有超過250小時(shí)的半衰期，與CsBr衍生的PeLED相比，其工作壽命提高了17倍。

“我們的研究表明，通過簡(jiǎn)單優(yōu)化晶界，可以將高色純度和低成本的全無機(jī)鹵化鉛鈣鈦礦薄膜發(fā)展成高效穩(wěn)定的LED，”光子材料主席教授Andrey Rogach說。城大，是該論文的通訊作者之一。

“我預(yù)見到這種薄膜具有顯著的應(yīng)用潛力，因?yàn)樗鼈円子谥圃?，并且可以通過印刷輕松沉積以實(shí)現(xiàn)各種光電器件，”他補(bǔ)充道。