ICC訊 據(jù)悉,南京工業(yè)大學柔性電子(未來技術(shù))學院研究團隊在國際上首次將錫基近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管外量子效率提升至11.6%。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在國際學術(shù)期刊《自然·納米技術(shù)》。
錫基鈣鈦礦具有環(huán)境友好、發(fā)光性能優(yōu)異的特點,是替代傳統(tǒng)鉛基鈣鈦礦的理想材料之一。然而,目前錫基鈣鈦礦光電器件性能遠落后于鉛基鈣鈦礦器件。
“錫基三維鈣鈦礦的結(jié)晶速度過快,導致薄膜缺陷密度高。而錫基準二維鈣鈦礦體異質(zhì)結(jié)存在大量的異質(zhì)維度界面,不利于載流子的高效輻射復(fù)合。”論文的共同通訊作者、南工大教授王建浦指出,近年來,科研人員在開發(fā)環(huán)境友好的錫基鈣鈦礦材料中遇到不少瓶頸,“盡管傳統(tǒng)的外延生長方法可獲得低缺陷、單一界面的高質(zhì)量二維/三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié),但是復(fù)雜苛刻的制備工藝,限制了其在大面積鈣鈦礦薄膜及器件中的應(yīng)用?!?
為此,該研究團隊開發(fā)了簡便的一步溶液外延生長方法,通過簡單旋涂制備出可大面積化的高質(zhì)量二維/三維錫基鈣鈦礦異質(zhì)雙層薄膜。
論文的共同通訊作者、南工大副教授常進介紹,研究團隊基于前驅(qū)體溶液的化學調(diào)控,實現(xiàn)三維和二維錫基鈣鈦礦的自發(fā)分步結(jié)晶,“和湖水結(jié)冰時水面先結(jié)冰現(xiàn)象類似,在溶劑揮發(fā)和添加劑的共同作用下,三維鈣鈦礦先在溶液表面結(jié)晶,隨后在加熱退火過程中,二維鈣鈦礦再以三維鈣鈦礦為模板緩慢向下生長,最終兩者像‘焊接’過一樣,牢牢地貼合在一起?!?
常進表示,實驗結(jié)果顯示,基于這一方法構(gòu)筑的錫基近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管外量子效率達到11.6%,刷新了該團隊前期保持的世界效率紀錄8.3%。該研究在國際上首次利用一步旋涂法實現(xiàn)了大面積外延生長的高質(zhì)量錫基鈣鈦礦薄膜,突破了傳統(tǒng)外延方法在大面積器件制備方面的局限性,不僅為進一步提升錫基鈣鈦礦發(fā)光二極管器件性能提供了全新的思路和方法,而且對制備高質(zhì)量鈣鈦礦半導體材料和推動鈣鈦礦光電子領(lǐng)域的快速發(fā)展也具有重要意義。
新聞來源:科技日報
相關(guān)文章