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化学院邢军/王磊教授团队在白光LED领域取得新进展

作者:邢军 审核:陶亚亚 来源:化学院 编辑:陶亚亚   点击: 日期:2022-10-31

近日,化学院邢军/王磊教授团队在国际期刊Nature Communications发表了白光LED研究最新进展“A warm-white light-emitting diode based on single-component emitter aromatic carbon nitride”(文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-34291-9),并得到国际同行评审专家的高度评价。


白光发光二极管(WLED)作为高效的固态照明日益取代白炽灯和荧光灯管,以解决能源短缺和碳中和问题。商用WLED是由蓝色发光二极管芯片和黄色发光荧光粉涂层组成的多色混合器件,由于发光器件降解速率不同,以及重叠吸收造成的能量损失,随着时间的推移,发光颜色不稳定。因此,覆盖可见光谱的宽带电致发光单组分材料是下一代人工照明的理想材料,它不仅可以解决以上问题,而且简化WLED制造过程。然而,类太阳光宽光谱白光材料十分罕见,因为电子-空穴对倾向于达到最低能态完成复合,最终导致LED器件发光光谱较窄,展现为单色光。

对此,邢军、王磊教授团队开发了一种芳香化的氮化碳材料作为单组分发光层的暖白光LED器件。苯基修饰可以增强氮化碳材料三-s-三嗪结构的刚度,减弱电子-声子耦合,从而显著提高光致发光量子产率从5%40%。采用真空沉积法制备基于芳香化氮化碳材料的WLED,并通过优化电荷注入工艺提高器件的性能。最终,优化后的器件表现出低开启电压3.2V,高亮度1885 cd m-2电致发光光谱半峰宽达到110 nm色坐标为(0.44, 0.52),相应色温为3700K。该研究开拓了低成本氮化碳材料在单组分WLEDs领域的应用,为低成本WLEDs的发展提供一条新途径。


该研究得到国家自然科学基金和泰山学者计划等项目的资助。邢军、王磊教授为该论文的共同通讯作者,第一作者为化学院在读研究生王云虎,威尼斯新版本下载为唯一完成单位。

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