导读
东京工业大学的科学家发现了一种新的策略，即利用量子局限效应设计了一种极其高效的钙钛矿LED。
该团队报告了3D PeLED在高亮度和功率效率以及低工作电压方面的创纪录的性能。这项研究为实际PeLED的实现提供了新的见解。
多年来科学家已经开发了几种电用于产生光的技术。在施加电流时可以发光的装置被称为电致发光器件，其已经变得比传统的白炽灯泡更有效。其中，发光二极管（LED）是普遍存在的这类器件。人们通过对量子力学，固体物理学的不断研究学习和替代材料的使用，现在已经存在多种不同类型的LED。
Figure 1. (A) Photoluminescence and (B) electroluminsecence in low-dimensional and 3D perovskite-based devices.
电致发光器件由若干层组成，最重要的是发光层（EML），其响应于电流而发光。具有化学式CsPbX3（X = I，Br，Cl）的金属卤化物钙钛矿最近被认为是用于制造EML的有前途的材料。然而，与有机LED相比，目前基于钙钛矿的LED（PeLED）表现不佳。一些研究人员建议使用低维钙钛矿制造PeLED，其基于激子的量子局域效应以改善器件的发光性能。激子是一种有效发射光子的电子空穴对。然而，使用低维钙钛矿有其固有缺点，因为这些材料的导电性能非常差（即低迁移率），并且这种低迁移率会导致低能量效率。
有趣的是，正如由东京工业大学Hideo Hosono教授领导的研究小组所发现的那样，有可能使用三维（3D）钙钛矿设计高效的PeLED，它具有优异的电子和空穴迁移率，以此来解决低维钙钛矿的局限性。该团队研究了是否可以使用与钙钛矿相邻的新电子传输层在低维材料中发生的量子局限效应来使器件
在3D材料中
通过调整PeLED中电子和空穴传输层的特性，该团队可以通过确保激子限制在发光层中来防止上述影响。“如果电子/空穴传输层的能级足以激子限制，整个器件结构在某种意义上可视为放大的低维材料，”Hosono解释道。该团队报告了3D PeLED在高亮度和功率效率以及低工作电压方面的创纪录的性能。图1显示了低维和基于钙钛矿的发光器件之间的比较。
除了这些切实的实际成就之外，这项研究还揭示了材料的激子相关特性如何受到相邻层的影响，并提供了一种易于在光学器件开发中利用的策略。“我们相信这项研究为实际PeLED的实现提供了新的见解，”Hosono总结道。
关键字
electroluminescent device、
参考
【1】
https://www.titech.ac.jp/english/news/2019/044998.html
【2】 Performance boosting strategy for perovskite light-emitting diodes, Kihyung Sim, Taehwan Jun, Joonho Bang, Hayato Kamioka, Junghwan Kim, Hidenori Hiramatsu, and Hideo Hosono， Journal : Applied Physics Reviews， DOI : 10.1063/1.5098871
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