中國科學技術大學的肖正國教授及其研究團隊近期在鈣鈦礦發(fā)光二極管（LED）領域取得了重大進展，為提升這類器件的使用壽命帶來了革命性的突破。他們創(chuàng)新性地提出了一種“弱空間限域”策略，這一方法顯著改善了全無機鈣鈦礦薄膜的晶體結(jié)構和熱穩(wěn)定性。

該團隊的研究成果已于近日正式公布。鈣鈦礦材料因其卓越的光電性能、低成本和制造靈活性，在太陽能電池、發(fā)光器件及探測器等多個高科技領域備受矚目。然而，傳統(tǒng)鈣鈦礦材料中的電子與空穴復合發(fā)光效率低下，一直是制約其廣泛應用的瓶頸。為了克服這一難題，以往的研究通常采用“強空間限域”策略，如將材料尺寸納米化或制成超薄層結(jié)構，以提高發(fā)光效率。盡管這種方法在一定程度上有效，但往往導致亮度受限和器件壽命縮短。

肖正國教授團隊則另辟蹊徑，采用“弱空間限域”策略，通過在鈣鈦礦前驅(qū)體中引入特定的化學物質(zhì)——次磷酸和氯化銨，并結(jié)合高溫退火工藝，成功制備出了晶體顆粒更大、缺陷更少的全無機鈣鈦礦薄膜。這種新材料的內(nèi)部結(jié)構更加有序，有效減少了因小晶粒引起的缺陷，從而顯著提升了LED器件的穩(wěn)定性和亮度。

實驗結(jié)果表明，采用這種新方法制備的鈣鈦礦LED，其發(fā)光效率超過了22%，與當前商用顯示技術不相上下。更令人矚目的是，其極限亮度高達116萬尼特，遠超市場上主流的OLED或LED屏幕。若以日常使用的亮度（約100尼特）計算，這種新型LED的理論壽命可達18萬小時，完全達到了商業(yè)LED產(chǎn)品的標準。

這一突破性成果不僅解決了鈣鈦礦LED在發(fā)光效率與穩(wěn)定性之間的難題，更為高亮度照明、高端顯示等領域的應用提供了全新的可能。研究團隊成員包括中國科學技術大學物理學院的博士研究生彭琛琛、姚海濤、Othman Ali，特任副研究員陳文靜，以及復旦大學的楊迎國研究員。肖正國教授作為通訊作者，為這項研究做出了重要貢獻。