【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，山東大學(xué)集成電路學(xué)院教授王亮和化學(xué)與化工學(xué)院教授于偉泳聯(lián)合，在稀土鐿(Yb)摻雜銫鉛氯(CsPbCl3)近紅外發(fā)光二極管研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展，成果以“Exciton Localization Engineering in Thermally Evaporated Yb-Doped CsPbCl3 Near-Infrared Light-Emitting Diodes”為題發(fā)表在期刊Advanced Materials(影響因子26.8)。王亮教授、于偉泳教授為論文的共同通訊作者，山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院碩士研究生王爍為第一作者。
 

　　近紅外發(fā)射是生物醫(yī)學(xué)成像、夜視補(bǔ)光和光通信的基礎(chǔ)。鐿離子摻雜的銫鉛氯鈣鈦礦(CsPbCl3)能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射波長(zhǎng)在985nm的近紅外發(fā)光并且通過(guò)量子剪裁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了超高光致發(fā)光量子產(chǎn)率，這一過(guò)程主要由鐿離子取代鉛離子所產(chǎn)生的單一缺陷輔助能量轉(zhuǎn)移路徑推動(dòng)。然而，是否存在其他路徑可促進(jìn)可見(jiàn)光到近紅外光的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而提升近紅外發(fā)射器件的性能，仍是一個(gè)尚未解決且具有較高理論價(jià)值的問(wèn)題。
 

　　圖1. (a-g) 富鉛富銫體系的光學(xué)表征，(h)器件結(jié)構(gòu)，(i)熱蒸發(fā)法與溶液法制備的近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管外量子效率匯總
 

　　本文提出在熱蒸發(fā)制備的CsPbCl3:Yb體系中，對(duì)局域束縛激子進(jìn)行策略性工程調(diào)控。束縛激子的輔助作用顯著促進(jìn)了能量從CsPbCl3基質(zhì)向Yb摻雜離子的轉(zhuǎn)移，由此發(fā)現(xiàn)了一條此前未知的激子能量轉(zhuǎn)移通道。原子尺度表征結(jié)合第一性原理計(jì)算，揭示了一種由束縛激子驅(qū)動(dòng)的激子轉(zhuǎn)移機(jī)制，具體而言，是銫空位誘導(dǎo)的缺陷在調(diào)控激子行為中發(fā)揮了介導(dǎo)作用。基于這些見(jiàn)解，研究人員制備出高性能近紅外發(fā)光二極管，其外量子效率達(dá)8.9%，輻射亮度達(dá)410 mW?Sr-1?m-2，這標(biāo)志著在熱蒸發(fā)制備的近紅外(>950 nm)發(fā)光二極管領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展。
 

　　上述研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者青年專(zhuān)家項(xiàng)目、山東省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。