用于深蓝光的钙钛矿LED的进展

LED 显示屏的深蓝色很可能是由氮化铟镓 (InGaN) 产生的，这是一种昂贵的物质。在 LED 领域，研究人员正在寻找一种称为准二维 Ruddlesden-Popper 钙钛矿 (2D-RPP) 的钙钛矿的替代品。2D-RPP 具有出色的光电特性——非常适合 LED。尽管基于 2D-RPP 的 LED 在性能方面取得了快速进步，但要展示蓝色发光和纯色 LED 仍然具有挑战性。

用于生产 2D-RPP 薄膜的传统制造工艺(例如，热铸和反溶剂滴加)会在薄膜结晶过程中引起化学物质的空间分离。由此产生的混合钙钛矿相引起钙钛矿相的发射，带隙较小，这阻碍了深蓝色发射。实现深蓝色 LED 需要一种能够在结晶过程中精确控制 2D-RPP 相演化的策略。

据 Advanced Photonics报道，韩国延世大学和成均馆大学的研究人员最近提出了一种快速结晶方法，通过控制用于制造纯相 2D-RPP 的结晶动力学来操纵 2D 钙钛矿相演化，从而实现深蓝光发射钙钛矿 LED。当旋涂前体湿膜浸入乙醚热水浴中时，由于乙醚对前体溶剂的快速萃取，立即发生结晶。极快的结晶动力学允许所有化学物质随机分布在整个薄膜中，成功地产生了高相纯的 2D-RPP 晶体。

稳态光致发光和超快瞬态吸收清楚地表明，通过热反溶剂浴快速结晶可以生成具有随机取向晶体的高相纯二维钙钛矿薄膜。二维钙钛矿晶体的随机取向增强了电荷传输并提高了电荷迁移率，从而有利于器件性能。由此产生的深蓝光钙钛矿 LED 的最大外量子效率 (EQE) 为 0.63%，发射波长集中在 437 nm。未封装的 PeLED 的长期稳定性通过可忽略不计的 EL 光谱变化得到进一步证实，与最先进的设备具有高度可比性。

据资深作者、延世大学材料科学与工程系教授 Jooho Moon 介绍，“这项工作提供了一种实现高性能和光谱稳定的深蓝色钙钛矿 LED 的新方法。我们的研究表明，结晶动力学的控制是制备相纯 2D-RPP 晶体的关键，为应对当前挑战展现出巨大希望。”