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深藍光LED實現99.6%發光量子效率

2025年07月18日08:48 | 來源:科技日報222
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原標題:深藍光LED實現99.6%發光量子效率

  由美國羅格斯大學牽頭的團隊開發出一種環保、穩定且亮度極高的新型發光材料,並用其制造出發射波長約為450納米的深藍光發光二極管(LED)器件。這項成果發表在最新一期《自然》雜志上。

  該材料為銅-碘有機-無機雜化發光體,由銅碘化物與有機分子構成,兼具結構穩定、發光效率高與無毒環保等優點,有望成為下一代藍光LED的核心材料,替代含鉛、含鎘發光體,以解決現有藍光器件面臨的環境與性能瓶頸。

  藍光LED自上世紀90年代問世以來,已成為白光照明系統的關鍵器件。為進一步提升效率並降低制造成本,團隊此次採用了銅-碘雜化半導體材料。測試數據顯示,該材料的光致發光量子效率高達99.6%,這意味著它幾乎能將全部激發能量轉化為藍光。基於該材料制備的藍光LED,其最大外部量子效率(即發出的光子數量與注入電子數量之比)達到12.6%,是目前基於溶液工藝制備的深藍光LED最高效率之一。

  該材料不僅亮度高,其壽命也表現優異:在常規條件下,工作半衰期可達204小時,亮度在較長時間內保持穩定。

  該材料出色性能的核心在於使用了一種名為“雙界面氫鍵鈍化”的創新技術。該技術顯著降低了器件內部界面缺陷,提高了電荷輸運效率,使LED整體性能提升了4倍。這種LED結構就像一個“多層三明治”,每一層承擔不同功能,如發光、傳輸電子或空穴等。當發光層與周圍層之間界面匹配不良時,可能導致效率降低或壽命縮短。新技術通過在層與層之間引入氫鍵,使結構連接更緊密,有效克服了這一問題。(記者張佳欣)

(責編:郝孟佳、李依環)

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