FSU團(tuán)隊(duì)制定了從有前途的材料中創(chuàng)造藍(lán)光的新策略

佛羅里達(dá)州立大學(xué)的一個(gè)研究小組開(kāi)發(fā)了一種新方法，可以從一類(lèi)材料中產(chǎn)生藍(lán)光，這些材料顯示出光電設(shè)備的巨大潛力，包括太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管 (LED) 和激光器。

在 FSU 化學(xué)教授馬碧武的帶領(lǐng)下，該團(tuán)隊(duì)在 Advanced Energy Materials 上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，該研究提出了一種簡(jiǎn)單有效的方法，可以從金屬鹵化物鈣鈦礦中產(chǎn)生高效穩(wěn)定的藍(lán)光。金屬鹵化物鈣鈦礦是一類(lèi)新興的半導(dǎo)體材料，其特點(diǎn)是具有立方晶體結(jié)構(gòu)，具有良好的發(fā)光特性，同時(shí)也易于制造且成本低廉。

包括馬云在內(nèi)的科學(xué)家已經(jīng)為綠光和紅光創(chuàng)造了高效且穩(wěn)定的鈣鈦礦基 LED，但很難實(shí)現(xiàn)高效且穩(wěn)定的藍(lán)光。藍(lán)光需要大量功率，并且藍(lán)色純度通常會(huì)隨著時(shí)間的推移而降低。

沒(méi)有高效穩(wěn)定的藍(lán)光，就不可能產(chǎn)生白光。

“我們制定了新的策略，以從鈣鈦礦中獲得高效穩(wěn)定的藍(lán)光，并制造出性能更高的 LED，”Ma 說(shuō)。“如果你想要一個(gè)全彩顯示器，你需要藍(lán)色、綠色和紅色。綠色和紅色已經(jīng)有很好的表現(xiàn)，但藍(lán)色更難。制作穩(wěn)定的藍(lán)色并不容易，因?yàn)樗哂懈叩哪芰俊?rdquo;

Ma 和他的團(tuán)隊(duì)使用基于化合物銫鉛溴化物或 CsPbBr3 的金屬鹵化物鈣鈦礦制造了藍(lán)色發(fā)光納米片。納米片是厚度只有幾個(gè)晶胞的納米材料，因此會(huì)受到強(qiáng)介電和量子限制的影響。

為了使這些特殊的納米片發(fā)出高效且穩(wěn)定的藍(lán)光，研究人員用多功能有機(jī)硫酸鹽對(duì)它們進(jìn)行涂層處理，從而實(shí)現(xiàn)所謂的表面鈍化，這是一種用于提高發(fā)光特性和穩(wěn)定性的高效方法。

在這個(gè)項(xiàng)目中，簡(jiǎn)單的有機(jī)硫酸鹽鈍化有助于防止納米片降解，使它們能夠發(fā)出更有效和更穩(wěn)定的藍(lán)光。

使用這些表面鈍化的 CsPbBr3 納米片作為發(fā)射器，概念驗(yàn)證 LED 被制造為呈現(xiàn)純藍(lán)光發(fā)射，峰值為 462 納米。在這項(xiàng)工作中實(shí)現(xiàn)的每平方米 691 坎德拉的亮度(指定設(shè)備亮度的標(biāo)準(zhǔn)單位)和 20 分鐘的半衰期是迄今為止報(bào)道的基于納米片的純藍(lán)色鈣鈦礦 LED 的最佳值之一。

“我們的工作清楚地表明了使用適當(dāng)表面鈍化的鈣鈦礦納米片作為高效和穩(wěn)定 LED 的發(fā)射器的潛力，”馬說(shuō)。

這項(xiàng)工作得到了國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和 FSU 研究辦公室的支持。