MeS对钙钛矿薄膜相分布的影响。黄色路径表示不同厚度na片之间的激子能量转移。信用:孔等。节能发光二极管已经在我们的日常生活中使用了几十年。但是对更好的发光二极管的追求，提供了更低的成本和更明亮的颜色，最近吸引了科学家对一种叫做钙钛矿的材料的研究。最近由高少康城市大学的科学家共同领导的一个联合研究项目已经为最高效的发光二极管开发了一种二维钙钛矿材料。从家庭照明到手机显示器，从内窥镜检查所需的精确照明，到太空中种植蔬菜的光源，发光二极管无处不在。然而，目前的高质量发光二极管仍然需要在高温下使用精细的沉积技术进行加工，这使得它们的生产成本昂贵。
科学家们最近意识到，金属卤化物钙钛矿——具有与钛酸钙矿物相同的结构，但具有另一种元素组成的半导体材料——是极有希望的下一代发光二极管的候选材料。这些钙钛矿可以在室温下用溶液加工成发光二极管，从而大大降低了生产成本。然而，发光二极管中钙钛矿的电致发光性能仍有改进的空间。
在城市大学材料科学与工程系讲座教授安德烈·罗加奇教授和他的合作者、上海大学的杨旭勇教授的带领下，该团队发现了一种调光开关:他们可以将钙钛矿的一次发光转换到更亮的水平！
他们与二维(2-D)钙钛矿(也称为Ruddlesden Popper钙钛矿)合作，成功实现了非常高效和明亮的发光二极管，基于这种钙钛矿的器件在电流效率和外部量子效率方面都有最佳的报告表现。这项工作现在已经使钙钛矿发光二极管紧跟当前的商业显示技术，如有机发光二极管。
他们的发现发表在科学杂志《自然通讯》上，标题为“使用甲磺酸酯平滑准二维钙钛矿薄膜中的能量转移路径，导致高效的发光器件。”
2D钙钛矿发光二极管的结构和性能。功劳:·孔等。动力变化的关键在于添加了大约10%的一种叫做甲磺酸酯(MeS)的简单有机分子。
在这项研究中，该团队使用的二维钙钛矿具有纳米级别的厚度。MeS重构了二维钙钛矿纳米片的结构，同时增强了不同厚度片之间的激子能量转移。这两种变化都极大地增强了二维结构中较厚的发绿光的钙钛矿片的电致发光。
MeS在减少二维钙钛矿结构中的缺陷数量方面也很有用。在产生光的过程中，发生了辐射复合，该过程所需的部分激子将在不产生光的非辐射复合中被“浪费”。MeS减少了不协调的Pb2+阳离子的数量，这是激子经历非辐射复合的原因，确保更多的激子参与光的产生。
生产更好的发光二极管的研究结果令人鼓舞。在5.5 V的低外加电压下，亮度为13，400坎德拉/平方米，外部量子效率为20.5%。这接近于许多现有的LED技术所能达到的最大值，几乎将他们两年前在之前的研究中报告的10.5%的外部量子效率水平提高了一倍。
“得益于裘槎基金会高级研究奖学金的资助，我所在的城市大学团队在相对较短的时间内将钙钛矿材料的专业知识积累到了非常高的水平。我们已经看到了好处，尤其是在这份最新出版物中详细介绍的结果中。
“已经实现的高亮度、优异的色纯度和商业级工作效率标志着二维钙钛矿成为未来商业发光二极管的极具吸引力的材料，并有可能成为显示技术。这是新型纳米材料基础研究和应用研究的切实成果。
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