近日，中国科学技术大学的一支科研团队在纯红光钙钛矿发光二极管（LED）领域取得了突破性进展，由姚宏斌、樊逢佳、林岳和胡伟教授领衔的团队成功揭示了制约该类器件性能的关键因素，并据此研发出了高性能的纯红光钙钛矿LED。
金属卤化物钙钛矿，作为一种具有卓越特性的新型半导体材料，因其出色的载流子迁移率、色彩纯度和色域宽广，在LED领域被寄予厚望。特别是纯红光钙钛矿LED，被视为推动下一代高清显示技术发展的关键要素。然而，如何平衡高亮度与高效率，一直是该领域亟待解决的难题。
为了深入探索这一挑战，研究团队创新性地开发了一种电激发瞬态吸收光谱技术（EETA），该技术能够实时观测LED内部电子与空穴的动态行为，形象地比喻为“给LED拍摄动态电影”。通过这一技术，团队首次发现了导致器件性能受限的关键因素：空穴容易泄露至电子传输层，从而制约了整体效率和亮度的提升。
基于这一重大发现，姚宏斌教授团队提出了一种创新的“三维钙钛矿异质结”结构设计。该方案通过在钙钛矿晶格中巧妙引入有机分子，不仅改变了发光层的晶体结构，还构建出了一道能够有效阻挡空穴泄露的“宽带隙屏障”。这一设计在高效限域载流子的同时，也保持了材料原有的高迁移率优势。
在项目的实施过程中，胡伟教授团队负责进行深入的理论模拟与结构分析，而林岳教授团队则利用先进的球差校正透射电子显微镜对新材料结构进行了全面而细致的验证，为整个研究提供了坚实的理论基础和实验支撑。
凭借这一创新设计，研究团队最终成功制备出了性能卓越的纯红光钙钛矿LED器件。测试结果显示，该器件的峰值外量子效率（EQE）高达24.2%，已逼近当前最先进的OLED器件水平；其最大亮度更是达到了24600 cd/m²，远超以往同类器件的三倍；即便在22670 cd/m²的高亮度下，器件仍能维持超过10%的EQE，展现出了卓越的效率稳定性。
这一成果的取得，不仅突破了纯红光钙钛矿LED领域长期存在的技术瓶颈，也进一步验证了三维钙钛矿异质结材料在实现高效、高亮度及高稳定性LED方面的巨大潜力。这一创新性的研究为未来显示技术的发展开辟了全新的路径，提供了宝贵的思路和方向。
