国内学者突破了纯红光钙钛矿LED技术难题

二月二十日，“自然”(Nature)南开大学化学学院教授袁明鉴、中国科学院教授陈军、研究员章炜领导的科研团队在新型钙钛矿超高清显示技术领域的最新研究进展在网上公布。

在这项研究中，研究小组针对新型钙钛矿超高清显示技术中的纯红光三碘化铅铱(CsPbI?)钙钛矿量子点材料相对稳定性差是世界上第一个提出“外延异质结界面应力控制”策略的问题。首次采用全溶液法控制钙钛矿范德华外延异质结的大规模原点，成功突破材料稳定性和设备性能的双重瓶颈，开发出高效、性能稳定的纯红光钙钛矿电致发光设备(LED)，为下一代超高清显示技术的发展提供核心技术支持，意味着在这一领域取得重大技术突破。

据了解，钙钛矿材料具有英光量子生产率高、色纯度高、色域广等独特优点。它被称为下一代超高清显示技术的理想材料。纯红光钙钛矿LED作为红色、绿色和蓝色的三种基本颜色之一，能够满足Rec的需求. 2100超广色域标准的下一代超高清显示设备尤为重要。然而，纯红光钙钛矿LED长期以来一直受到材料稳定性差的困扰。

Cspbi3钙钛矿量子点具有尺寸可调带间隙，是实现纯红光钙钛矿LED的理想材料。然而，Cspbi3钙钛矿的本征相稳定性较差，其体相材料在室温下容易发生相变，并转化为非光学活性相。

更重要的是，Cspbi3钙钛矿量子点在室温下几乎无法稳定存在，因为它们的粒度非常小，表面能量非常大。因此，了解亚稳态Cspbi3钙钛矿量子点相转换机制，在此基础上开发提高高效相稳定性的新战略，实现纯红光钙钛矿LED的快速稳定性，是促进钙钛矿光学材料在超高清显示中应用的必要要求。

袁明鉴、陈军、章炜领导的科研团队长期从事高性能半导体光电转换材料和设备的研究。在不断探索高效、稳定的钙钛矿光电材料的过程中，研究团队发现，通过晶格应力控制，可以显著提高亚稳态钙钛矿材料的相对稳定性，实现钙钛矿局部晶格歪曲。

基于以上发现，研究小组首次报道了一种全新的战略，即利用配体分子结构的设计和调节，制备钙钛矿范德华外延异质结，以提高钙钛矿量子点的相位稳定性。结合球差校正透射电子显微镜特征和密度泛函的理论研究，研究小组首次揭示了钙钛矿外延异质结构的页面应力对钙钛矿量子点晶格结构的调节机制。

研究发现，界面应力引起的晶格扭曲可以有效抑制Cspbi3钙钛矿量子点的相变过程，显著提高材料的稳定性。Cspbi3钙钛矿量子点导电膜具有优异的可靠性和光电性能。在此基础上，该团队成功开发了纯红光钙钛矿LED，兼顾了世界一流的性能和稳定性，解决了该领域长期存在的瓶颈问题。