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城大新材料研發突破 大幅提升LED效率

台灣好報/ 2021.04.18 13:05
【沁諠 編譯】
香港城市大學(城大)共同領導的一項研究顯示,在製造二維鈣鈦礦的過程中使用簡單有機分子,即可讓鈣鈦礦製成的器件的效率達到最高紀錄。採用這種二維鈣鈦礦材料製作的發光二極管(LED),其外量子效率高達20.5%,可媲美最好的有機LED。

城大材料科學及工程學系講座教授Andrey Rogach教授與上海大學楊緒勇教授合作,帶領團隊研究二維鈣鈦礦材料,成功製成這種高效、發出明亮綠色光的LED。

在電流效率和外量子效率方面,新研發的技術均有上佳表現。這項科研成果使鈣鈦礦LED與有機LED等商用顯示技術看齊。

研究結果早前在科學期刊《自然通訊》發表,題為「利用甲烷磺酸鹽使準二維鈣鈦礦薄膜中的能量轉移路徑平滑以達致高效發光器件」。

能夠產生巨大變化,關鍵在於添加約10%簡單有機分子,即甲烷磺酸鹽。這種分子重新組織了二維鈣鈦礦納米片的結構,同時增強了不同厚度納米片之間的激子能量轉移,並有助減少二維鈣鈦礦結構中的缺陷,提升效率。

由此而製造出更佳的LED,成果令人鼓舞。在施加5.5伏特的低電壓時,錄得的亮度為每平方米13400燭光,外量子效率為20.5%。這接近許多現有LED科技所能達到的最大值,幾乎是兩年前同一團隊的研究所得的10.5%外量子效率水平的兩倍。

Rogach教授說:「得益於裘槎基金會優秀科研者獎的資助,城大研究團隊在相對短的時間內,將鈣鈦礦材料的專業知識發展到甚高水平。」

他指出:「二維鈣鈦礦具高亮度及顏色純度、達商用級運作效率,是一種極具吸引力的材料,可用於未來的商用LED,並有用於顯示技術的潛力。這是對新型納米材料作基礎和應用研究的實質成果。」

其他合作研究員分別來自城大、上海大學、吉林大學、中國科技大學、南開大學、武漢大學與中國科學院。

圖:Andrey Rogach教授與其合作研究人員採用二維鈣鈦礦材料,成功製作高效能的發光二極管(LED)。


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