LED顯示屏的深藍(lán)色很可能是由氮化銦鎵（InGaN）產(chǎn)生的，這是一種昂貴的物質(zhì)。在LED領(lǐng)域，研究人員正在尋找一種稱為準(zhǔn)2D Ruddlesdenu2Popper鈣鈦礦（2D-RPP）的鈣鈦礦的替代品。2D-RPP 具有出色的光電特性，是 LED 的理想選擇。盡管基于 2D-RPP 的 LED 在性能方面取得了快速發(fā)展，但展示藍(lán)光和純彩色 LED 仍然具有挑戰(zhàn)性。

用于生產(chǎn)2D-RPP薄膜的傳統(tǒng)制造工藝（例如，熱流延和反溶劑滴落）在薄膜結(jié)晶過程中誘導(dǎo)化學(xué)物質(zhì)的空間分離。由此產(chǎn)生的混合鈣鈦礦相喚起了帶隙較小的鈣鈦礦相的發(fā)射，這阻礙了深藍(lán)色發(fā)射。為了實現(xiàn)深藍(lán)光LED，需要一種能夠精確控制結(jié)晶過程中2D-RPP相演變的策略。

通過熱反溶劑浴制備的深藍(lán)色發(fā)射鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）的操作過程中的掃描電子顯微鏡圖像（左）和瞬態(tài)吸收光譜（右）。

據(jù)Advanced Photonics報道，韓國延世大學(xué)和成均館大學(xué)的研究人員最近提出了一種快速結(jié)晶方法，通過控制結(jié)晶動力學(xué)來操縱2D鈣鈦礦相演變，以制造純相2D-RPP，從而實現(xiàn)深藍(lán)色發(fā)射鈣鈦礦LED。當(dāng)旋涂前驅(qū)體濕膜浸沒在乙醚的熱浴中時，由于乙醚快速提取前驅(qū)體溶劑，立即發(fā)生結(jié)晶。極快的結(jié)晶動力學(xué)使所有化學(xué)物質(zhì)隨機(jī)分布在整個薄膜中，成功產(chǎn)生高相純度的2D-RPP晶體。

穩(wěn)態(tài)光致發(fā)光和超快瞬態(tài)吸收清楚地表明，通過熱反溶劑浴快速結(jié)晶可實現(xiàn)具有隨機(jī)取向晶體的高相純二維鈣鈦礦薄膜。2D鈣鈦礦晶體的隨機(jī)取向增強(qiáng)了電荷傳輸并改善了電荷遷移率，從而有利于器件性能。所得的深藍(lán)光發(fā)射鈣鈦礦LED表現(xiàn)出最大外部量子效率（EQE）為0.63%，發(fā)射波長以437 nm為中心。未封裝的PeLED的穩(wěn)定性延長，EL光譜變化可忽略不計，與最先進(jìn)的器件高度相當(dāng)。

延世大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授Jooho Moon表示：“這項工作為實現(xiàn)高性能和光譜穩(wěn)定的深藍(lán)色鈣鈦礦LED提供了一種新穎的方法。我們的研究表明，控制結(jié)晶動力學(xué)是制備純相2D-RPP晶體的關(guān)鍵，在應(yīng)對當(dāng)前挑戰(zhàn)方面顯示出巨大的前景。

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