【新華社】使用壽命超18萬小時！我國科研人員研制出超穩定鈣鈦礦發光二極管
新華社合肥6月12日(ri)(ri)電（記者戴威）近(jin)日(ri)(ri)，188bet足球肖正國教授研究團(tuan)隊在提(ti)高(gao)(gao)鈣鈦礦發光二極管（LED）壽命(ming)方面取得了重(zhong)要進展。他們提(ti)出了一種被稱作“弱空間限域(yu)”的新方法，制備出了晶體(ti)顆粒更大(da)、更耐高(gao)(gao)溫的全無機(ji)鈣鈦礦薄膜，成功將LED亮度(du)提(ti)高(gao)(gao)到116萬尼(ni)特(te)以(yi)上(shang)，使(shi)用(yong)壽命(ming)超(chao)過18萬小時。相關研究成果發表在《自(zi)然》期刊上(shang)。
鈣鈦礦是(shi)一(yi)種性能(neng)優越的(de)新型(xing)材料，具有高(gao)發光(guang)(guang)效(xiao)率、成本低廉和(he)制作靈活(huo)的(de)優點，在太陽能(neng)電池、LED和(he)探(tan)測器中(zhong)應(ying)用前景廣(guang)泛。然而，由(you)于傳統(tong)的(de)鈣鈦礦材料中(zhong)，電子(zi)和(he)空穴（負(fu)責發光(guang)(guang)的(de)電荷）難(nan)以有效(xiao)碰撞發光(guang)(guang)，因此科研人員之(zhi)前多采用“強空間(jian)限域”的(de)方(fang)法(fa)——例如制作非常小的(de)納米顆粒或(huo)極薄的(de)材料層，來提高(gao)發光(guang)(guang)效(xiao)率。但這(zhe)種方(fang)法(fa)的(de)缺點是(shi)LED很難(nan)達到高(gao)亮度(du)，而且使用壽命短，通常只能(neng)持續工作數小時(shi)，現實生(sheng)活(huo)中(zhong)難(nan)以落地應(ying)用。
為解決這一難題，研(yan)究團(tuan)隊提出一種完全不同的(de)(de)(de)策(ce)略(lve)——“弱空間限域”。他們在鈣鈦(tai)礦材料里添加了(le)(le)特(te)定的(de)(de)(de)化合物，即(ji)次磷(lin)酸和(he)氯化銨，通過高溫退火工藝，制備出晶體(ti)顆(ke)粒更(geng)大、缺(que)陷更(geng)少的(de)(de)(de)新型鈣鈦(tai)礦薄膜。這種新材料內(nei)部(bu)更(geng)加有序，避免了(le)(le)傳統(tong)方法制備出的(de)(de)(de)小(xiao)晶體(ti)所帶來的(de)(de)(de)缺(que)陷問題，極大地提升了(le)(le)LED的(de)(de)(de)穩(wen)定性和(he)亮度。
研究表明，在效率方(fang)面，這種新型鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)LED的(de)發光效率超過22%，與商業(ye)(ye)化顯(xian)示(shi)產品(pin)的(de)發光效率持(chi)平。與目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)的(de)主流商用(yong)OLED或LED屏幕(mu)(mu)相比，新型鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)LED的(de)極限亮(liang)度達到了116萬尼(ni)特(te)。人們日常(chang)使用(yong)的(de)顯(xian)示(shi)屏幕(mu)(mu)最高亮(liang)度通常(chang)在數千尼(ni)特(te)以內，所以按(an)照正常(chang)亮(liang)度100尼(ni)特(te)計算，新型鈣鈦(tai)(tai)礦(kuang)LED理論上(shang)能使用(yong)超過18萬小時，已經(jing)達到商業(ye)(ye)化LED產品(pin)的(de)廣泛標準。
研究人員介紹(shao)，這項突破性技(ji)術不(bu)僅成功克(ke)服(fu)了以(yi)往鈣鈦礦LED在效率和穩定(ding)性上難以(yi)兼得的技(ji)術瓶頸，更有望在未來廣泛應用于高(gao)端(duan)顯示屏、超(chao)高(gao)亮度照明等領域(yu)。
記(ji)者：戴威 來源(yuan)：新華(hua)社 2025年(nian)6月12日
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