北京時間10月11日，國際頂級學術刊物《Nature》在線發(fā)表了華僑大學材料科學與工程學院魏展畫教授為第一通訊作者、博士生林克斌為第一作者，華僑大學為第一完成單位的研究論文《Perovskite Light-Emitting Diodes with External Quantum Efficiency Exceeding 20 percent》。這標志著華僑大學在基礎研究方面取得了重要的進展，在《Nature》上發(fā)表研究論文實現了零的突破。
《Nature》雜志是國際上最具影響力的學術期刊之一，始終如一地報道和評論全球科技領域里最重要的突破，代表了各個科技領域內的最高研究水平，其最新影響因子是41.57。
此次論文的刊發(fā)標志著魏展畫教授團隊在鈣鈦礦電致發(fā)光領域取得了重大研究進展。論文中，他們提出了一種全新的薄膜制備策略并優(yōu)化了LED器件結構，制備出了高亮度、高量子轉換效率和較好穩(wěn)定性的鈣鈦礦LED器件。其中，該鈣鈦礦LED器件的外量子效率高達20.3%，刷新了世界紀錄。
近幾年來，鈣鈦礦材料在發(fā)光領域的潛在應用開始引起人們的廣泛關注，但是，受限于鈣鈦礦薄膜較差的成膜特性以及相對較低的熒光量子效率，其在發(fā)光、顯示以及激光領域的應用發(fā)展一直比較緩慢。
圖（A）單層、疊層和半核殼式結構鈣鈦礦薄膜示意圖，（B）紫外燈下三種鈣鈦礦薄膜的熒光發(fā)光照片，（C）鈣鈦礦LED器件實物圖。
為了克服上述困難并提高器件電光轉換效率，魏教授團隊提出了一種全新的薄膜制備策略：組分空間分布管理，通過構建CsPbBr3@CH3NH3Br半核殼結構，大幅減少了晶體內的非輻射復合缺陷，提高了鈣鈦礦薄膜的發(fā)光效率；另一方面，通過在發(fā)光層和電子傳輸層間插入PMMA阻擋層，有效地改善了器件內的電子和空穴的注入速度匹配情況。通過上述優(yōu)化，得到的鈣鈦礦LED器件的外量子轉換效率高、穩(wěn)定性較好。該研究成果已申請了國家和國際PCT專利。
據魏展畫教授介紹，鈣鈦礦LED作為平面自發(fā)光器件，具有質量輕、厚度薄、視角廣、響應速度快、可用于柔性顯示、使用溫度范圍廣、構造和制備工藝簡單等優(yōu)點，在屏幕顯示（手機、電視、PC、VR和車載設備等）和綠色健康燈光照明（無藍光傷害）等方面具有廣泛的應用前景。
據了解，新加坡南洋理工大學熊啟華教授和加拿大多倫多大學Edward H. Sargent教授為該論文的共同通訊作者。該研究項目還得到了華僑大學中央高?；究蒲薪涃M項目（600005-Z16J0038）、福建省一流學科建設引導專項經費（600007-40001303）和國家自然科學基金項目（U1705256）的支持。
魏展畫教授，2011年7月畢業(yè)于廈門大學化學系，取得學士學位；2015年8月畢業(yè)于香港科技大學化學系，取得博士學位，其導師為楊世和教授；2015年9月至2016年7月間在新加坡南洋理工大學數理科學學院從事博士后研究，師從熊啟華教授；此后，加入華僑大學材料科學與工程學院。其課題組的主要研究方向包括鈣鈦礦電致發(fā)光器件和鈣鈦礦太陽能電池等，此前他已在《Energy & Environmental Science》《Angewandte Chemie》等期刊上發(fā)表研究論文10余篇。
《Nature》在線刊發(fā)該論文截圖
