【儀表網 研發快訊】近日，山東大學集成電路學院教授王亮和化學與化工學院教授于偉泳聯合，在稀土鐿(Yb)摻雜銫鉛氯(CsPbCl3)近紅外發光二極管研究領域取得新進展，成果以“Exciton Localization Engineering in Thermally Evaporated Yb-Doped CsPbCl3 Near-Infrared Light-Emitting Diodes”為題發表在期刊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，山東大學化學與化工學院碩士研究生王爍為第一作者。
近紅外發射是生物醫學成像、夜視補光和光通信的基礎。鐿離子摻雜的銫鉛氯鈣鈦礦(CsPbCl3)能夠實現發射波長在985nm的近紅外發光并且通過量子剪裁效應實現了超高光致發光量子產率，這一過程主要由鐿離子取代鉛離子所產生的單一缺陷輔助能量轉移路徑推動。然而，是否存在其他路徑可促進可見光到近紅外光的轉換，進而提升近紅外發射器件的性能，仍是一個尚未解決且具有較高理論價值的問題。
圖1. (a-g) 富鉛富銫體系的光學表征，(h)器件結構，(i)熱蒸發法與溶液法制備的近紅外鈣鈦礦發光二極管外量子效率匯總
本文提出在熱蒸發制備的CsPbCl3:Yb體系中，對局域束縛激子進行策略性工程調控。束縛激子的輔助作用顯著促進了能量從CsPbCl3基質向Yb摻雜離子的轉移，由此發現了一條此前未知的激子能量轉移通道。原子尺度表征結合第一性原理計算，揭示了一種由束縛激子驅動的激子轉移機制，具體而言，是銫空位誘導的缺陷在調控激子行為中發揮了介導作用。基于這些見解，研究人員制備出高性能近紅外發光二極管，其外量子效率達8.9%，輻射亮度達410 mW?Sr-1?m-2，這標志著在熱蒸發制備的近紅外(>950 nm)發光二極管領域取得了突破性進展。
上述研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、山東省泰山學者青年專家項目、山東省自然科學基金等項目的資助。
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