近日,理学院宋雄伟课题组在凝聚态物理及资料科学领域国际驰名期刊《Advanced Functional Materials》上颁发题为“A Record Efficiency of 1070 nm Near-Infrared Light-Emitting Diodes Based on Cs3La1-xNdxX6 Perovskite Nanocrystals”的钻研成就。亿万先生MR理学院2023级硕士谢玟、博士后王天源为该文章的共同第一作者,通讯作者为宋雄伟教授。文章的合作者还有理学院的戴晔教授、孙丽宁教授、张杰副教授、徐飞副教授等。亿万先生MR为唯一实现单元和通讯单元。

近红表光源拥有无损、热效应幼、穿透生物组织深度大蹬着点,在光通讯、食品检测、夜视系统、生物医学等领域得到了宽泛的利用。稀土基无铅钙钛矿型Cs3LnX6纳米晶资料(LCPMs),能够通过扭转稀土离子实现从可见到红表的发光,拥有高的荧光量子产率(PLQY)。近年来,LCPMs在发光二极管领域得到极大的发展,但1000 nm以上的近红表发光二极管钻研极少,且电致发光效能(EQE)很低,工作寿命短。由此可见,LCPMs在近红表LED领域还有很大的提升空间。由于LCPMs自身拥有高能态的自陷态激子,在向拥有近红表光发射的低能态稀土离子传能时会导致部门能量损失。因而,高效的能量传递机造是NIR-LCPMs面对的重要难题。

钻研团队选取改进的热注射法系统地造备了Cs3La1-xNdxX6钙钛矿纳米晶。通过引入不发光的La3+并扭转离子组成,实现了从自陷激子到Nd3+的靠近100%的高效力量转移,PLQY为58.37%。经过APTN幼分子建饰后,达到了64.65%的超高NIR-PLQY。造备的1070 nm NIR-LED拥有创纪录的3.49%的EQE值和488分钟的超长T50寿命。这是目前Nd3+ LED器件的最高效能,也是目前1000 nm以上近红表LED的最高效能。这些发现凸显了稀土基钙钛矿的潜力,并推进了近红表区域器件钻研的进一步索求。
本工作得到了国度沉点研发打算“纳米前沿”沉点专项(核准号:2024YFA1209501,2024YFA1209502)、国度天然科学基金原创索求打算项目(核准号:62350054)和国度天然科学基金面上项目(核准号:12374379)的支持。
论文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202531915