Advanced Materials:通过低维组分优化的准二维钙钛矿深蓝发光二极管

钙钛矿基发光二极管近年来引起了人们极大的研究兴趣,其中绿光与近红外器件的光电转化效率已经超过20%。然而,深蓝钙钛矿发光二极管的进展始终不尽如人意。目前,准二维钙钛矿由于具有理想的空间与介电限域特性被视为可实现深蓝发射的途径之一。值得注意的是,薄膜中低维钙钛矿的不稳定性与难以调控的组分分布往往造成严重的光谱红移,多峰发射与不理想的荧光效率。

苏州大学功能与软物质研究院廖良生课题组通过研究发现,间隔阳离子与铅卤八面体之间弱氢键作用是制约薄膜中低维组分稳定性的主要原因。就此,具有双氢键位点的新型的芳香多胺离子被引入并大幅提高准二维钙钛矿中相分布稳定性。在此基础上,进一步的光物理研究发现,二维钙钛矿相(n=1,单层八面体钙钛矿 )由于其严重的激发态弛豫与非辐射复合问题造成薄膜不理想的整体发射效率。

该研究团队利用不同间隔离子钙钛矿形成能的差异设计了一种混合间隔离子准二维钙钛矿体系,实现了理想的低维度钙钛矿相分布。这种通过低维组分工程制备的深蓝准二维钙钛矿展现出77%的荧光量子效率。最终的发光二极管峰值转化效率为2.6%,色坐标为(0.14,0.05)满足理想深蓝光源的要求。

此工作为进一步设计并实现下一代钙钛矿基显示与照明光源提供了新的思路。相关论文以“Optimization of Low‐Dimensional Components of Quasi‐2D Perovskite Films for Deep‐Blue Light‐Emitting Diodes”为题,在线发表在Advanced Materials(DOI:10.1002/adma.201904319)上。博士生苑帅为本文第一作者,王照奎教授与廖良生教授为本文通讯作者。