GaN發(fā)光二極管的案例
《Ceramics International》：電子阻擋層提高綠色發(fā)光二極管效率
基綠光發(fā)光二極管的效率影響。
戚亞冰教授《ACS EL》：極窄電致發(fā)光光譜的紫光發(fā)光二極管！
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.1c01380
短波長(zhǎng)發(fā)光二極管(LED)寬禁帶半導(dǎo)體材料因其豐富的技術(shù)應(yīng)用而成為一個(gè)長(zhǎng)期的研究課題。盡管做出了很多努力，但對(duì)紫光發(fā)射（<435 nm）材料和LED的研究仍然非常稀缺，但對(duì)于廣泛的光子和光電技術(shù)具有重要意義，包括寬色域全彩顯示器、光療、傳感器、激光器、光學(xué)探測(cè)器。在這方面，基于III族氮化物（GaN、InGaN）和金屬氧化物（ZnO、SnO2）的LED仍然占據(jù)主導(dǎo)地位的紫光發(fā)射技術(shù)。但是這些器件的制造需要復(fù)雜的高溫和高真空薄膜沉積技術(shù)。或者，基于有機(jī)半導(dǎo)體和量子點(diǎn)(QD)的薄膜LED也為紫光發(fā)射提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。然而，由于材料相關(guān)的挑戰(zhàn)，大多數(shù)已展示的紫光LED顯示出廣泛的電致發(fā)光(EL)，導(dǎo)致顯著的能量損失。例如，為了減小材料寬發(fā)射線的寬度，提高材料寬發(fā)射線的色純度，濾色片或光學(xué)微腔對(duì)寬色域顯示的應(yīng)用至關(guān)重要。它造成了發(fā)射能量的浪費(fèi)，對(duì)器件性能有顯著的不利影響。
展開 FRED：發(fā)光二極管（LED）
目錄
簡(jiǎn)介........................................................................ 2
在FRED中的實(shí)際例子：創(chuàng)建一個(gè)LED ............. 3
方法1：CAD幾何體和光線文件....................... 3
方法2：數(shù)據(jù)表...........................................7
兩種方法的對(duì)比................................ 8
專注于FRED工具：彩色圖像.............................. 9
更多信息...................................................... 11
簡(jiǎn)介
發(fā)光二極管（LED）正迅速成為很多領(lǐng)域上首選的光源，包括汽車業(yè)、背光和投影、醫(yī)療器械、工業(yè)應(yīng)用，裝飾照明等等。有幾種不同的方法來創(chuàng)建LED模型，可以根據(jù)具體的情況來確定最合適的仿真。一些廠商如Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux在其網(wǎng)站上粘貼了各種格式光線集，以供下載。這些光線文件包含（至少）光線的位置和方向，并且可以直接導(dǎo)入到FRED。此外，軟件工具，例如ProSource，來自Radiant image公司，可從測(cè)試數(shù)據(jù)中生成光線集。使用這些光線軟件也是模擬LED光分布的一種方法，還有一種方法是編輯LED的角分布，典型的是輸入到它的技術(shù)數(shù)據(jù)表中，作為功率切趾。
有兩種用于LED發(fā)射建模的情況：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)描述光線接近發(fā)射器的情況，其通常具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)的分布。在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下，發(fā)射器近似為一個(gè)方向性的點(diǎn)光源并且光線服從一個(gè)穩(wěn)定的，可預(yù)測(cè)的模式。
展開 FRED應(yīng)用：發(fā)光二極管（LED）
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在FRED中的實(shí)際例子：創(chuàng)建一個(gè)LED ............. 3
方法1：CAD幾何體和光線文件....................... 3
方法2：數(shù)據(jù)表...........................................7
兩種方法的對(duì)比................................ 8
專注于FRED工具：彩色圖像.............................. 9
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簡(jiǎn)介
發(fā)光二極管（LED）正迅速成為很多領(lǐng)域上首選的光源，包括汽車業(yè)、背光和投影、醫(yī)療器械、工業(yè)應(yīng)用，裝飾照明等等。有幾種不同的方法來創(chuàng)建LED模型，可以根據(jù)具體的情況來確定最合適的仿真。一些廠商如Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux在其網(wǎng)站上粘貼了各種格式光線集，以供下載。這些光線文件包含（至少）光線的位置和方向，并且可以直接導(dǎo)入到FRED。此外，軟件工具，例如ProSource，來自Radiant image公司，可從測(cè)試數(shù)據(jù)中生成光線集。使用這些光線軟件也是模擬LED光分布的一種方法，還有一種方法是編輯LED的角分布，典型的是輸入到它的技術(shù)數(shù)據(jù)表中，作為功率切趾。
有兩種用于LED發(fā)射建模的情況：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)描述光線接近發(fā)射器的情況，其通常具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)的分布。在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下，發(fā)射器近似為一個(gè)方向性的點(diǎn)光源并且光線服從一個(gè)穩(wěn)定的，可預(yù)測(cè)的模式。
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FRED應(yīng)用：發(fā)光二極管（LED）
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在FRED中的實(shí)際例子：創(chuàng)建一個(gè)LED ............. 3
方法1：CAD幾何體和光線文件....................... 3
方法2：數(shù)據(jù)表...........................................7
兩種方法的對(duì)比................................ 8
專注于FRED工具：彩色圖像.............................. 9
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簡(jiǎn)介
發(fā)光二極管（LED）正迅速成為很多領(lǐng)域上首選的光源，包括汽車業(yè)、背光和投影、醫(yī)療器械、工業(yè)應(yīng)用，裝飾照明等等。有幾種不同的方法來創(chuàng)建LED模型，可以根據(jù)具體的情況來確定最合適的仿真。一些廠商如Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux在其網(wǎng)站上粘貼了各種格式光線集，以供下載。這些光線文件包含（至少）光線的位置和方向，并且可以直接導(dǎo)入到FRED。此外，軟件工具，例如ProSource，來自Radiant image公司，可從測(cè)試數(shù)據(jù)中生成光線集。使用這些光線軟件也是模擬LED光分布的一種方法，還有一種方法是編輯LED的角分布，典型的是輸入到它的技術(shù)數(shù)據(jù)表中，作為功率切趾。
有兩種用于LED發(fā)射建模的情況：近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)。近場(chǎng)描述光線接近發(fā)射器的情況，其通常具有獨(dú)特的空間結(jié)構(gòu)的分布。在遠(yuǎn)場(chǎng)情況下，發(fā)射器近似為一個(gè)方向性的點(diǎn)光源并且光線服從一個(gè)穩(wěn)定的，可預(yù)測(cè)的模式。
展開 為什么發(fā)光二極管的很難發(fā)出藍(lán)光？
在1975年之前，第二代半導(dǎo)體砷化物和磷化物已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在紅黃光區(qū)的明亮發(fā)光。由下圖可以看到，GaP與GaAs的帶隙較小，輻射的光子處于紅黃波段。為了實(shí)現(xiàn)短波輻射，需要提高磷組分的含量，但這導(dǎo)致發(fā)光效率大幅下降。
隨著技術(shù)的發(fā)展，第三代半導(dǎo)體氮化物的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。圖中的縱軸是能隙寬度，可見光范圍約為1.5eV-3eV. 由圖中可以看到，InN的帶隙為1.9eV，對(duì)應(yīng)紅光區(qū)；而GaN 帶隙為3.4eV，對(duì)應(yīng)于紫外光區(qū)。通過In與Ga組分配比調(diào)節(jié)，可以覆蓋整個(gè)可見光區(qū)。
但如此美好的前景被一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)擊碎了 —— 氮化物的晶體質(zhì)量無法得到保障。由于GaN與InN晶格常數(shù)不同，在高銦組分下，晶格失配導(dǎo)致大量缺陷的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響器件的發(fā)光效率。之前提到GaAsP在短波段發(fā)光效率下降，是物理原理所致；而這里卻是生產(chǎn)技術(shù)的原因。
LED面臨的問題
藍(lán)光LED的芯片屬于是氮化鎵材料系，其面臨的問題主要有：1.黃綠光波段缺陷（Green-YellowGap） 從下圖可以看出，InGaN與AlGaInP兩種材料系的LED在可見光區(qū)的兩端有很高的外量子效率（即電光轉(zhuǎn)化效率），但在黃綠光區(qū)的效率卻都明顯下降。
展開 FRED應(yīng)用說明——發(fā)光二極管（LED）
本應(yīng)用說明介紹了兩種模擬LED的方法，強(qiáng)調(diào)了一些有用的分析工具。
FRED用于LED建模
? CAD導(dǎo)入
? FRED可以導(dǎo)入IGES和STEP格式CAD模型，允許光學(xué)和機(jī)械元件的快速集成。
? 一些LED廠商網(wǎng)上提供CAD文件，如Cree，OSRAM，Philips Lumileds，Bridgelux。
? 光線文件導(dǎo)入
? 可以將光線文件可以動(dòng)態(tài)地加載到FRED的光源定義中。
? 一些LED廠商網(wǎng)上提供光線文件，如Cree，OSRAM，Philips Lumileds，Bridgelux。
? 數(shù)字化工具
? 數(shù)據(jù)表產(chǎn)生的數(shù)據(jù)圖光譜（曲線）圖可以被數(shù)字化，并用于生成光源波長(zhǎng)。
? 數(shù)據(jù)表產(chǎn)生的角分布曲線可以被數(shù)字化，并用于光源能量切趾。
? 2-D機(jī)械圖紙可以被數(shù)字化，并用于生成精確的幾何形狀。
? 極坐標(biāo)計(jì)算下的強(qiáng)度
? 可以計(jì)算出角分布，從而與廠商的規(guī)格對(duì)比進(jìn)行模型驗(yàn)證。
? 彩色圖像
? 可以計(jì)算和渲染精確的彩色圖像，不僅提供比色法色度計(jì)算的數(shù)據(jù)（例如RGB值和色度坐標(biāo)），也提供彩色圖像分布的視覺效果情景圖。
? 可視化視圖
? 任何圖像或渲染可以顯示在三維視圖中，可以快速驗(yàn)證模型的設(shè)置，或者用于系統(tǒng)的可視化演示中。
FRED中的實(shí)際案例：創(chuàng)建LED模型
越來越多的LED廠商提供在其網(wǎng)站上的提供了CAD模型和光線文件（Cree,，OSRAM，Philips Lumileds和Bridgelux ）。第一種方法描述了使用CAD幾何體和光線文件導(dǎo)入和創(chuàng)建LED模型。第二種方法描述僅使用數(shù)據(jù)表說明來建LED模型。整個(gè)例子使用的是Philips Lumiled公司的Amber LUXEON Rebel Color，零件編號(hào)LXML-PL01-0030。
方法1：CAD幾何體和光線文件
展開 克服“效率下降”：LED亮度提高1000倍！
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發(fā)光二極管（LED）是一種可將電能高效轉(zhuǎn)化為光能的新型固態(tài)光源，是普通照明，顯示器，生物傳感，表面消毒和滅菌等領(lǐng)域廣泛的理想光源。在新型冠狀病毒席卷全球期間，UV LED憑其殺菌消毒快，尺寸小、功耗低、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，與口罩、疫苗等等成為近期各大平臺(tái)的熱門詞匯，成為了人類抵御病毒的巨大幫手。不僅如此，中村修二也因?yàn)榘l(fā)明了高亮度GaN藍(lán)光LED，并因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
GaN發(fā)光二極管（LED）被稱為最成功的光子技術(shù)之一，但是它和所有LED技術(shù)一樣，都存在“效率下降”的致命弱點(diǎn)，即高電流下，LED的發(fā)光亮度和效率會(huì)隨之下降，這種下垂的行為將納米級(jí)LED的功率輸出限制在納瓦以下，并限制了所有商用LED的性能。
圖1 GaN 藍(lán)光LED發(fā)光圖
圖源：istockphoto
然而，新的研究發(fā)現(xiàn)可能將從此改變這種情況。近日，Science Advances期刊以“High-brightness lasing at submicrometer enabled by droop-free fin light-emitting diodes (LEDs)”為題在線報(bào)導(dǎo)了一種“鰭狀”p-n結(jié)LED，該項(xiàng)技術(shù)克服了效率下降的問題，使LED亮度隨電流線性增加。更令人驚訝的是，當(dāng)記錄電流密度為1000 kA/cm2，不需要傳統(tǒng)的諧振腔，LED也會(huì)轉(zhuǎn)換為激光。并且在亞微米級(jí)下，比以往任何電驅(qū)動(dòng)LED或激光像素高出100到1000倍。這種設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)有望使新一代的高亮度LED和激光像素用于規(guī)模化的應(yīng)用。
展開 Lumerical案例 | 近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管光提取效率優(yōu)化
在光電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，鈣鈦礦基發(fā)光二極管（PeLED）以其獨(dú)特的材料優(yōu)勢(shì)和廣泛的應(yīng)用前景，成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。這類器件不僅具備可調(diào)帶隙、高色純度和低溫制備兼容性等突出特性，在近紅外（NIR）光發(fā)射領(lǐng)域更展現(xiàn)出巨大潛力。然而，光提取效率（LEE）受限一直是制約PeLED性能提升的關(guān)鍵瓶頸。近期，一項(xiàng)發(fā)表于《Scientific Reports》的研究通過創(chuàng)新的層厚度優(yōu)化策略與活性層吸收調(diào)控技術(shù)，成功將近紅外PeLED的光提取效率提升近20%，在803nm波長(zhǎng)處達(dá)到42.89%的優(yōu)異水平，為PeLED的實(shí)際應(yīng)用開辟了新路徑。
PeLED的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)存挑戰(zhàn)
1.1鈣鈦礦材料的光電特性
鈣鈦礦材料之所以在光電子領(lǐng)域引發(fā)廣泛研究熱潮，源于其一系列優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)。這類材料具有可調(diào)的帶隙結(jié)構(gòu)，通過組分調(diào)控可實(shí)現(xiàn)從紫外到近紅外全光譜范圍的光發(fā)射；同時(shí)具備高色純度，其電致發(fā)光半高寬（FWHM）僅為有機(jī)材料的1/3至1/4，這對(duì)于顯示和傳感應(yīng)用至關(guān)重要。此外，鈣鈦礦材料還擁有長(zhǎng)載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度、低激子束縛能以及與低溫制備工藝的良好兼容性，這些特性使其在太陽能電池、激光器和傳感器等領(lǐng)域均展現(xiàn)出卓越性能。
在發(fā)光二極管應(yīng)用中，鈣鈦礦材料與傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光材料（OLED）相比具有顯著優(yōu)勢(shì)。由于鈣鈦礦材料中載流子相互作用的激子性質(zhì)較弱，無需應(yīng)對(duì)OLED中占比75%的三重態(tài)激子非輻射復(fù)合問題，這為提高器件效率奠定了材料基礎(chǔ)。理論上，若內(nèi)部量子效率（IQE）接近單位值，PeLED中光功率模式占光源總光功率的比例可達(dá)55%，遠(yuǎn)高于OLED的光回收效率。
1.2光提取效率：PeLED面臨的核心挑戰(zhàn)
盡管PeLED在材料特性上具有優(yōu)勢(shì)，但其光提取效率卻受到嚴(yán)重限制。
展開 新加坡國立大學(xué)《Nature》子刊：透明近紅外鈣鈦礦發(fā)光二極管！
圖1透明鈣鈦礦發(fā)光二極管的架構(gòu)和性能。
圖2透明鈣鈦礦發(fā)光二極管的電學(xué)和光學(xué)特性。
圖3展示了透明鈣鈦礦發(fā)光二極管的隱蔽照明功能。
在這項(xiàng)工作中，作者成功地制備了透明鈣鈦礦基近紅外發(fā)光二極管，并在小型可穿戴器件上進(jìn)行了功能應(yīng)用。隨著消費(fèi)者對(duì)這些智能和高度連接設(shè)備中先進(jìn)功能的需求不斷增加，作者預(yù)計(jì)，這一概念可能會(huì)在下一代技術(shù)中產(chǎn)生重要的安全功能和交互式傳感功能，特別是對(duì)于空間有限的設(shè)備。
（文：愛新覺羅星）
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展開 高效鈣鈦礦型發(fā)光二極管
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcc.0c08769
鈣鈦礦型發(fā)光材料具有高光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PL QY)、高色純度、帶隙可調(diào)、色域?qū)挕⑤d流子遷移率高、載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)等特點(diǎn)。這些優(yōu)異的光電性能使其廣泛應(yīng)用于光電子器件，包括太陽能電池、光電探測(cè)器、發(fā)光二極管(LED)和激光器。特別是全無機(jī)鈣鈦礦型CsPbX3(X=Cl，Br，I)納米晶體。基于CsPbX3的LED的外量子效率(EQE)已經(jīng)超過20%，這表明鈣鈦礦型LED在下一代顯示器的應(yīng)用中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。LED的EQE受EML材料和器件結(jié)構(gòu)的影響。
為了獲得更高效的LED，需要改進(jìn)EML和器件結(jié)構(gòu)。對(duì)于電發(fā)射層的優(yōu)化，摻雜、表面鈍化和表面配體工程是消除缺陷態(tài)從而改善其光致發(fā)光性能的好方法。對(duì)于器件結(jié)構(gòu)優(yōu)化，合適的傳輸層是很重要的。利用摻鎂氧化鋅(ZnMgO)作為氧化鋅ETL和量子點(diǎn)層之間的過渡層，減少了電子注入，抑制了激子猝滅，從而提高了器件的EL性能。最近，C60因其高電子遷移率和極高的穩(wěn)定性而被認(rèn)為是一種很有前途的電子傳輸材料，并被廣泛應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池中。
圖1。(A)原始的和優(yōu)化的CsPbI3NCS溶解在甲苯中的吸收和光致發(fā)光(365nm光激發(fā)波長(zhǎng))光譜的比較。(B)原始的和優(yōu)化的CsPbI3NCS的PLQY值。(C)原始和優(yōu)化的CsPbI3 NCS的TRPL衰減曲線。(D)未處理和優(yōu)化的CsPbI3納米薄膜的XRD圖譜。(E)原始CsPbI3 NCS和(F)優(yōu)化CsPbI3NCS的TEM圖像，其相應(yīng)的尺寸分布直方圖顯示在插圖中。
圖2。(A)ZnO/C60雙層發(fā)光二極管的器件結(jié)構(gòu)。
展開 
高穩(wěn)定紅光鈣鈦礦發(fā)光二極管
鈣鈦礦發(fā)光二極管（PeLED），特別是通常只有幾個(gè)小時(shí)的紅光PeLED的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性一直面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在此，來自香港大學(xué)的蔡植豪教授課題組通過在合成穩(wěn)定的β-CsPbI3納米晶體（NCs）中摻入poly (maleicanhydride-alt-1-octadecene)（PMA）來證明高效、穩(wěn)定的紅光發(fā)射PeLED。PMA可以通過PMA中的O基團(tuán)與Pb2+之間的偶聯(lián)作用與前體中的PbI2發(fā)生化學(xué)作用，從而促進(jìn)穩(wěn)定的β-CsPbI3 NCs的結(jié)晶。同時(shí)，交聯(lián)PMA顯著降低了β-CsPbI3 NCs表面的PbCs抗位點(diǎn)缺陷。受益于改善的晶體相質(zhì)量，β-CsPbI3 NCs薄膜的光致發(fā)光量子產(chǎn)率從34％顯著提高到89％。在30 mA cm?2電流密度不變的情況下，紅發(fā)光膜的外量子效率達(dá)到17.8%，并且具有良好的工作穩(wěn)定性和壽命，初始電致發(fā)光強(qiáng)度(T50)的一半時(shí)間達(dá)到317 h。相關(guān)論文以題為“Efficient and Stable Red Perovskite Light-Emitting Diodes with Operational Stability > 300 h”發(fā)表在Adv. Mater.期刊上。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202008820
金屬鹵化物鈣鈦礦（MHP）已成為一種新型的革命性半導(dǎo)體，這是因?yàn)槠潴@人的光電性能，包括長(zhǎng)的載流子擴(kuò)散長(zhǎng)度和高的缺陷耐受性。鈣鈦礦太陽能電池的連續(xù)突破推動(dòng)了MHP在其他光電應(yīng)用中的進(jìn)步，例如發(fā)光二極管（LED），光電探測(cè)器，場(chǎng)效應(yīng)晶體管和激光器。特別是鹵化鈣鈦礦LED（PeLED）表現(xiàn)出空前的性能。
展開 柔性鈣鈦礦型發(fā)光二極管新紀(jì)錄
盡管鈣鈦礦型發(fā)光二極管(PeLED)在下一代顯示器和照明方面很有前途，但其效率仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的無機(jī)和有機(jī)發(fā)光二極管。要獲得高性能的PeLED，需要在電致發(fā)光過程的各個(gè)方面做出重大努力。在此，作者提出了一種基于合理界面工程的改進(jìn)柔性膜片結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)高效的光子產(chǎn)生和增強(qiáng)的光輸出耦合。相關(guān)論文以題目為“Rational Interface Engineering for Efficient Flexible Perovskite Light-Emitting Diodes”發(fā)表在ACS Nano期刊上。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c01908
金屬鹵化物鈣鈦礦由于其溶液可加工性、優(yōu)異的發(fā)光和電荷傳輸特性，為高性價(jià)比的高性能光電設(shè)備的應(yīng)用帶來了巨大的希望。近年來，在實(shí)現(xiàn)高效鈣鈦礦型發(fā)光二極管(?)方面取得了快速的進(jìn)展。尤其是，形狀因數(shù)的靈活性優(yōu)勢(shì)使PELED成為可彎曲顯示和曲面照明應(yīng)用中的新興技術(shù)。然而，PELED需要在各個(gè)方面進(jìn)行重大改進(jìn)才能解鎖。特別是，PeLED的器件效率應(yīng)該與傳統(tǒng)的無機(jī)和有機(jī)LED相當(dāng)。要使高效的PeLED達(dá)到其理論極限，通過共同提高電子-光子轉(zhuǎn)換過程中的輻射激子復(fù)合(高內(nèi)部量子效率，IQE)和增強(qiáng)內(nèi)部產(chǎn)生的光子的輸出耦合(高的光輸出耦合效率)，對(duì)整個(gè)電致發(fā)光(EL)過程進(jìn)行精細(xì)的控制是必不可少的。
因此，PeLED的外量子效率(EQE)本質(zhì)上是由IQE和光輸出效率的組合決定的。離子交換發(fā)光的一個(gè)主要限制是由于鈣鈦礦晶體內(nèi)部或其晶界附近的缺陷(如鹵化物空位)而導(dǎo)致鈣鈦礦發(fā)射體中嚴(yán)重的陷阱介導(dǎo)的非輻射損失。
展開 吉林大學(xué)Nature：紅光OLED新紀(jì)錄：偶極子發(fā)射自由基高效發(fā)光二極管
【前言】
有機(jī)發(fā)光二極管(OLEDs)、基于量子點(diǎn)的發(fā)光二極管、基于鈣鈦礦的發(fā)光二極管和微型發(fā)光二極管已經(jīng)被提倡用于制造下一代顯示器和有源照明的輕質(zhì)和柔性單元。盡管已經(jīng)有一些基于OLEDs的高端商業(yè)產(chǎn)品，但為了使這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更廣泛的影響，成本必須降低，同時(shí)保持產(chǎn)品的高運(yùn)行效率。
【成果簡(jiǎn)介】
今日，來自劍橋大學(xué)的Richard H. Friend教授和吉林大學(xué)的李峰教授（共同通訊）聯(lián)合在Nature上發(fā)表文章，題為“Efficient radical-basedlight-emitting diodes with doublet emission”。作者展示了基于自由基的OLEDs的高效發(fā)光特性，它的發(fā)光來自自旋偶極，而不是單線態(tài)或三線態(tài)躍遷。作者展示的OLED在波長(zhǎng)為710nm時(shí)，其最大外部量子效率為27 %，這是深紅和紅外LED的最高報(bào)道值。常規(guī)發(fā)光二極管中，空穴和電子分別占據(jù)最高已占軌道和最低未占軌道(HOMO和LUMO )，并復(fù)合形成單線態(tài)或三線態(tài)激發(fā)態(tài)。在本文高效的OLEDs中，作者實(shí)現(xiàn)了對(duì)HOMO的選擇性空穴注入和對(duì)SOMO的電子注入，形成高熒光雙重激發(fā)態(tài)，實(shí)現(xiàn)高內(nèi)量子產(chǎn)率發(fā)光。
展開 武漢大學(xué)汪成、北京大學(xué)孫俊良合作：首次制備了基于COF的白色發(fā)光二極管
該工作合成了具有黃色熒光的三維共價(jià)有機(jī)框架（COF），首次制備了基于COF的白色發(fā)光二極管，拓展了此類材料的新應(yīng)用。
論文題為《含有聚集誘導(dǎo)發(fā)光基團(tuán)的三維COF的構(gòu)建及其在白色發(fā)光二極管中的應(yīng)用》（An AIEgen-Based 3D Covalent Organic Framework for White Light-Emitting Diodes）。丁慧敏博士、黎建博士和謝國華副研究員為論文共同第一作者，汪成與北京大學(xué)孫俊良研究員為共同通訊作者。
COF是一類新型有機(jī)多孔框架晶體材料，具有設(shè)計(jì)性強(qiáng)、孔道規(guī)整、穩(wěn)定性高及功能可調(diào)等特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前COF的研究成果絕大部分是關(guān)于二維體系的，盡管三維COF在吸附與分離、催化等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但由于在合成、結(jié)構(gòu)解析方面存在較多困難，相關(guān)報(bào)道較少。
在先前的研究中，汪成課題組提出了具有普適性的由四面體節(jié)點(diǎn)和四邊形連接單元通過【4+4】連接方式來構(gòu)筑三維COF的拓?fù)湓O(shè)計(jì)新策略（J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3302，他引130次，ESI高被引論文；J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 8705）。本文中，他們從具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特征的四苯乙烯（TPE）基團(tuán)出發(fā)，成功制備了含有TPE的三維COF（3D-TPE-COF），并聯(lián)合北京大學(xué)孫俊良研究員課題組利用連續(xù)旋轉(zhuǎn)電子衍射確定其晶體結(jié)構(gòu)。
研究表明，3D-TPE-COF具有較高的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性，而且在450 nm藍(lán)光激發(fā)下可發(fā)出黃色熒光。進(jìn)一步，他們將該COF材料均勻涂覆到日常使用的450 nm峰值波長(zhǎng)的藍(lán)色發(fā)光二極管表面，點(diǎn)亮后器件會(huì)發(fā)出白光，成功地制備了第一個(gè)基于COF的白色發(fā)光二極管。
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