科技日報南京11月12日電 （記者金鳳）記者12日從南京工業大學獲悉，由中國科學院院士、柔性電子全國重點實驗室主任黃維領銜的科研團隊，成功構建全鈣鈦礦疊層發光二極管（LED）器件，並創新性地提出利用層間光子循環效應來提升鈣鈦礦LED的光提取效率，使鈣鈦礦疊層LED的外量子效率突破45%，刷新該領域世界紀錄，為開發高性能鈣鈦礦LED開辟了全新途徑。該成果11日發表於國際學術期刊《自然》。

隨著市場對高品質顯示和照明需求的不斷提升，開發兼具高亮度、低成本及柔性化特征的新型LED技術已成為世界科技前沿的研究熱點。

論文共同通訊作者、南京工業大學柔性電子（未來技術）學院教授王娜娜介紹，鈣鈦礦LED因兼具可溶液加工、色純度高、制備成本低等優勢備受關注。其當前發光效率已逐步接近商業化有機LED水平，且在亮度和色純度方面更有優勢。目前，商業化有機LED顯示屏幕普遍採用疊層器件結構。通過串聯多個發光單元，在相同電流密度下實現亮度疊加，已成為提升LED亮度與使用壽命的關鍵路徑。

然而，當前疊層鈣鈦礦LED的外量子效率仍不足10%，甚至遠低於單結器件，嚴重制約其商業化進程。

此次研究中，團隊通過優化連接層結構，實現了疊層器件中高效的電荷注入與平衡。論文共同通訊作者、柔性電子全國重點實驗室教授王建浦介紹：“更為重要的是，我們通過調控鈣鈦礦發光層的微納結構，創新性地提出利用疊層器件中獨特的層間光子循環效應的策略，即一個發光單元產生的光子可被另一鈣鈦礦層重新吸收並再次發射，從而突破了傳統光提取效率的限制，實現‘1+1>2’的效果。”

論文共同通訊作者黃維表示，該策略使疊層鈣鈦礦LED器件效率達到商業化水平，不僅實現了疊層器件亮度的疊加，更開創性地實現了發光單元間的協同增效，展現出鈣鈦礦材料在構建低工作電壓、高亮度、高色純度疊層發光器件方面的獨特優勢。

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