本报讯（记者王敏）中国科学技术大学物理学院教授肖正国研究组利用空间限制法生长出高质量、大面积、超薄的钙钛矿单晶，并首次制备出亮度超过86000坎德拉/平方米、寿命高达12500小时的钙钛矿单晶发光二极管（LED），向钙钛矿LED应用于人类照明迈出了重要一步。相关成果近日发表于《自然-光子学》。

目前，基于多晶薄膜的钙钛矿LED的外量子效率已经超过20%，可以媲美商用有机LED。近年来，报道的绝大多数高效率钙钛矿LED器件的寿命在数百到数千小时不等，仍落后于有机LED。

离子移动、载流子注入不平衡、运行过程产生的焦耳热等因素均会影响器件稳定性。此外，多晶钙钛矿器件中严重的俄歇复合也限制了器件的亮度。

针对这些难题，肖正国课题组利用空间限制法在衬底上原位生长钙钛矿单晶，再通过调控生长条件，引入有机胺和聚合物，有效提升了晶体质量，从而制备出高质量的钙钛矿薄单晶，最小厚度仅为1.5微米，表面粗糙程度小于0.6纳米，内部荧光量子产率达到90%。以薄单晶作为发光层，研究人员制备出钙钛矿单晶LED器件，其外量子效率达到11.2%，亮度超过86000坎德拉/平方米，寿命高达12500小时。

这意味着钙钛矿单晶LED初步达到商业化门槛，成为目前稳定性最好的钙钛矿LED器件之一。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41566-023-01167-3

《中国科学报》 (2023-03-20 第3版 综合)

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2023/3/373707.shtm