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Nat. Rev. Mater.南理工曾海波團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體發(fā)光研究進(jìn)展
來(lái)源：南京理工大學(xué)鐘聲新聞網(wǎng) 2022-07-25
導(dǎo)讀：近日，南京理工大學(xué)曾海波教授領(lǐng)銜的新型顯示材料與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)合作在國(guó)際頂級(jí)期刊Nature Reviews Materials（影響因子77）上以“Bespoke crystalline hybrids towards the next generation of white LEDs”為題發(fā)表前瞻性評(píng)述。
曾海波教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事低維半導(dǎo)體材料與光電器件研究。在國(guó)際上率先發(fā)展了鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光顯示方向的紅綠藍(lán)及白光QLED器件。2021年，團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂級(jí)期刊Nature Photonics（影響因子40）上首次報(bào)道了基于單層金屬鹵化物的高效電致白光（Nature Photonics 15 (3), 238-244，ESI前1%高被引論文，ESI前0.1%熱點(diǎn)論文），促進(jìn)新一代照明顯示白光電光源的發(fā)展，在鈣鈦礦與照明顯示交叉領(lǐng)域引起了新一波研究熱潮。但是目前單層白光LED在發(fā)光材料設(shè)計(jì)及性能提升方面仍然存在著諸多問(wèn)題，比如如何提升電荷傳輸性能、提升器件穩(wěn)定性等均具有較大的挑戰(zhàn)。根據(jù)《World Energy Outlook 2021》分析，白光照明的電能消耗約占每年全世界電量的20%，并占據(jù)了全球12%的二氧化碳排放量。發(fā)光二極管（LED）是電力驅(qū)動(dòng)的光源，具有體積小、重量輕、能效高等優(yōu)勢(shì)。目前商業(yè)化的LED照明技術(shù)為藍(lán)光LED芯片（如氮化鎵）激發(fā)熒光粉產(chǎn)生互補(bǔ)色從而混合形成白光，該成果也獲得2014年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。然而，以藍(lán)光芯片作為激發(fā)光源，使得產(chǎn)生的白光光譜中具有極高的藍(lán)光比例，造成LED顯色指數(shù)較低并引發(fā)嚴(yán)重的藍(lán)光污染問(wèn)題，這也是現(xiàn)代社會(huì)人們睡眠障礙和視網(wǎng)膜損傷的根源。因此，如何設(shè)計(jì)健康、高顯色指數(shù)、高效的白光材料與器件具有極為深遠(yuǎn)的意義。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在該文中指出，具有自陷態(tài)激子特征的金屬鹵化物材料是下一代健康、高質(zhì)量照明的理想候選材料。此種材料的寬譜發(fā)光可覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光光譜，同時(shí)具有大的斯托克斯位移。用單一發(fā)光層構(gòu)筑電致白光發(fā)光器件，不僅可以從源頭上最大限度地減少藍(lán)光污染（無(wú)藍(lán)光激發(fā)源），而且避免自吸收效應(yīng)，同時(shí)克服了傳統(tǒng)LED光激發(fā)過(guò)程中二次能量損失并簡(jiǎn)化器件結(jié)構(gòu)。但是，較差的電荷傳輸特性阻礙了自陷態(tài)材料實(shí)現(xiàn)高效電致白光。對(duì)于未來(lái)發(fā)展，研究人員認(rèn)為通過(guò)將自陷態(tài)納米材料嵌入金屬有機(jī)框架、共價(jià)有機(jī)框架等結(jié)構(gòu)，利用其自身的納米級(jí)空間，一方面可以調(diào)控自陷態(tài)材料的生長(zhǎng)與鈍化缺陷，提供優(yōu)異的有機(jī)配體修飾平臺(tái)和孔徑并提升其發(fā)光性能及穩(wěn)定性；另一方面可以降低激子自陷的能壘并調(diào)控自陷態(tài)材料的電荷傳輸性能，使得載流子的傳輸與注入更為高效。研究人員提出通過(guò)合理設(shè)計(jì)自陷態(tài)金屬鹵化物與有機(jī)框架的結(jié)構(gòu)及性能，可為未來(lái)健康、高質(zhì)量的新型照明和顯示技術(shù)的發(fā)展開(kāi)辟一條新的道路。南京理工大學(xué)曾海波教授，李偉金教授和慕尼黑工業(yè)大學(xué)Roland A. Fischer院士為共同通訊作者，南京理工大學(xué)為第一通訊單位，我校博士生陳嘉偉和慕尼黑工業(yè)大學(xué)Soumya Mukherjee博士（現(xiàn)愛(ài)爾蘭利默瑞克大學(xué)助理教授）為文章的共同第一作者。曾海波教授簡(jiǎn)介：國(guó)家杰出青年基金獲得者，國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才，英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士，美國(guó)光學(xué)會(huì)會(huì)士，新型顯示材料與器件工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人，南京理工大學(xué)材料學(xué)院院長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事低維半導(dǎo)體與光電器件研究，主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)防科技創(chuàng)新特區(qū)項(xiàng)目，發(fā)表Nature Photonics、Nature Electronics、Nature Reviews Materials、Nature Communications、Advanced Materials等期刊論文300余篇，SCI引用4萬(wàn)余次，單篇引用超過(guò)1000次6篇，最高超過(guò)2000次，H因子105，獲Nature、Nature Materials Review、Nature Nanotechnology等專題評(píng)論20次。2017年以來(lái)連續(xù)入選科瑞維安全球高被引科學(xué)家、愛(ài)思維爾全球2%頂尖科學(xué)家，獲中國(guó)照明學(xué)會(huì)LED首創(chuàng)獎(jiǎng)金獎(jiǎng)、安徽省科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、江蘇省高校科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、江蘇省教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。李偉金教授簡(jiǎn)介：海外高層次引進(jìn)人才（國(guó)家級(jí)青年計(jì)劃），洪堡學(xué)者，福建省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名第五）獲得者，江蘇省材料協(xié)會(huì)會(huì)員。主要從事無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料及電（導(dǎo)電、介電等）、磁調(diào)控和發(fā)光顯示調(diào)控。以第一或通訊作者發(fā)表Nature Communications, Nature Review Materials和Advanced Materials等期刊論文>37篇，被引超過(guò)1500次。
參考資料：https://zs.njust.edu.cn/91/9a/c3558a299418/page.htm
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