新型深藍光LED效率更高

高性能、可溶液加工的深藍色發光材料對於推進全彩顯示幕和節能照明技術至關重要。然而，目前的發光材料往往無法同時滿足穩定性、效率和環境標準。由美國羅格斯大學牽頭的研究團隊日前開發出一種環保、穩定且亮度極高的新型發光材料，並用其製造出發射波長約為四百五十納米的深藍光發光二極管(LED)器件。

研究人員表示，團隊開發的新型發光材料為銅——碘有機——無機雜化發光體，由銅碘化物與有機分子構成，兼具結構穩定、發光效率高與無毒環保等優點，有望成為下一代藍光LED的核心材料，替代含鉛、含鎘發光體，以解決現有藍光器件面臨的環境與性能瓶頸。

藍光LED自上世紀九十年代問世以來，已成為白光照明系統的關鍵器件。藍色LED的出現使節電的高亮度照明器材成為可能，極大改變了人們的生活。採用藍光LED技術的產品現在已經進入了全世界的千家萬戶，它既存在於廣場大螢幕LED，也存在於你的相機、平板電腦、手機、電視機和電腦監視設備裡。

為進一步提升效率並降低製造成本，研究團隊此次採用了銅——碘雜化半導體材料。測試數據顯示，該材料的光致發光量子效率高達百分之九十九點六，這意味着它幾乎能將全部激發能量轉化為藍光。基於該材料製備的藍光LED，其最大外部量子效率（即發出的光子數量與注入電子數量之比）達到百分之十二點六，是目前基於溶液工藝製備的深藍光LED最高效率之一。

研究人員指出，目前市面上的藍光LED普遍存在穩定性差、成本高或含有毒物質等問題。例如，鈣鈦礦LED含鉛、有毒且易受濕氣影響。相比之下，研究團隊開發的銅——碘混合材料有效解決了這些難題，具有更高的實用性和可持續性。新研發的材料不僅亮度高，其壽命也表現優異：在常規條件下，工作半衰期可達二百○四小時，亮度在較長時間內保持穩定。該材料出色性能的核心在於使用了一種名為“雙介面氫鍵鈍化”的創新技術。該技術在發光層的兩個介面上都引入了氫鍵，顯著降低了器件內部介面缺陷，提高了電荷輸運效率，使LED整體性能提升了四倍。這種LED結構就像一個“多層三明治”，每一層承擔不同功能，如發光、傳輸電子或空穴等。當發光層與周圍層之間介面匹配不良時，可能導致效率降低或壽命縮短。新技術通過在層與層之間引入氫鍵，使結構連接更緊密，有效克服了這一問題。

研究團隊表示，新材料的出現不僅推動深藍LED技術進步，也為環保、高效照明產品的商業化提供了全新解決方案。

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