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零的突破!華僑大學科研成果首次登上《Nature》雜志

   2018-10-11 華僑大學新聞中心1183
核心提示: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
 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
 
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