中国科学技术大学的肖正国教授研究团队近期在钙钛矿发光二极管（LED）领域取得了关键性突破，为提升这类器件的寿命找到了新的解决之道。
该团队开发了一种创新策略，名为“弱空间限域”，通过这种方法，他们成功制备出了大尺寸、耐高温的全无机钙钛矿薄膜。这一创新不仅显著提高了LED的亮度，使其达到了116万尼特以上，还将使用寿命延长至超过18万小时。
相关研究成果已于近期在《自然》杂志上发表，标志着这一领域的重要进展。钙钛矿作为一种具有优异性能的新型材料，因其高发光效率、低成本和制备灵活性，在太阳能电池、LED和探测器等领域展现出广泛的应用潜力。
传统钙钛矿材料中，电子和空穴的有效碰撞发光是一大难题。为了克服这一障碍，科研人员通常采用“强空间限域”方法，如制作微小的纳米颗粒或极薄的材料层。然而，这种方法虽然能在一定程度上提高发光效率，但往往导致LED亮度难以提升，且使用寿命短暂，限制了其实际应用。
肖正国团队提出的“弱空间限域”策略，则通过向钙钛矿材料中添加次磷酸和氯化铵等特定化合物，并结合高温退火工艺，制备出了晶体颗粒更大、缺陷更少的新型钙钛矿薄膜。这种薄膜内部结构更加有序，有效避免了小晶体带来的缺陷问题，从而显著提升了LED的稳定性和亮度。
研究显示，这种新型钙钛矿LED的发光效率超过22%，与商业化显示产品相当。与市场上主流的OLED或LED屏幕相比，其极限亮度更是高达116万尼特，远超日常使用显示屏幕的亮度范围。
若以正常亮度100尼特计算，新型钙钛矿LED的使用寿命理论上可超过18万小时，达到了商业化LED产品的广泛标准。这一突破性技术不仅解决了钙钛矿LED在效率和稳定性上的技术瓶颈，还为未来在高端显示屏、超高亮度照明等领域的应用提供了广阔前景。
该研究成果的取得，离不开团队成员的共同努力。中国科学技术大学物理学院的博士研究生彭琛琛、姚海涛、Othman Ali以及特任副研究员陈文静，与复旦大学微电子学院的杨迎国研究员共同参与了这项研究。肖正国教授作为通讯作者，为研究的成功发挥了关键作用。
这一创新不仅推动了LED技术的进一步发展，也为钙钛矿材料在更多领域的应用开辟了新路径。未来，随着技术的不断成熟和应用的不断拓展，新型钙钛矿LED有望为人们带来更加明亮、持久的显示和照明体验。
同时，该研究成果也展示了中国科学技术大学在钙钛矿材料研究领域的深厚底蕴和创新能力，为国内外科研人员提供了宝贵的经验和启示。
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