記者5月7日從中國科學技術大學獲悉，該校姚宏斌、樊逢佳、林岳、胡偉團隊通過給發光二極管（LED）“拍片子”，找出純紅鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因，并成功制備出高性能純紅光鈣鈦礦LED。相關研究成果于當日在線發表在國際學術期刊《自然》。

鈣鈦礦三維異質結抑制LED中空穴泄漏卡通示意圖。中國科大供圖

金屬鹵化物鈣鈦礦是新一代明星半導體材料，作為LED中的發光層材料，具有載流子遷移率高、色彩純度高、色域廣等優勢。純紅光鈣鈦礦LED作為三基色之一的光源，在未來高清顯示領域極具潛力，應用前景光明，但目前存在亮度與效率難以兼顧等研究難點。

樊逢佳團隊自主研發出給LED“拍片子”的新手段——電激發瞬態吸收光譜技術，探測LED內部的電子（負電）和空穴（正電），發現空穴泄漏到電子傳輸層是純紅光鈣鈦礦LED性能瓶頸的原因。

研究團隊進行技術討論。中國科大供圖

姚宏斌團隊提出一種新的材料結構設計“三維鈣鈦礦異質結”有效抑制了空穴泄漏。團隊在鈣鈦礦晶格內部插入有機分子，改變發光層晶體結構，構建了阻攔空穴離開發光層的“水壩”——“寬帶隙能壘”，在實現載流子限域的同時，保持高遷移率。姚宏斌教授聯合胡偉教授對這一創新型設計進行了理論結構分析，林岳教授則利用球差電鏡充分驗證了這一材料。

據介紹，此次中國科大團隊基于“三維鈣鈦礦異質結”創造的純紅光鈣鈦礦LED在峰值外量子效率、最大亮度、效率滾降等方面具有國際領先水平的高性能，展現出團隊創造的三維鈣鈦礦異質結材料在發展高效、明亮且穩定鈣鈦礦LED方面的巨大潛力。