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記者6月11日從中國科學技術大學獲悉，該校肖正國教授研究團隊突破效率和穩定性難以兼得的技術瓶頸，研制出新型鈣鈦礦發光二極管（LED），不僅將LED亮度提高到116萬尼特以上，且使用壽命超過18萬小時。相關研究成果于當日發表在《自然》期刊上。
鈣鈦礦是一種性能優越的新型材料，具有高發光效率、成本低廉和制作靈活的優點，在太陽能電池、LED和探測器中應用前景廣泛。然而，由于普通的鈣鈦礦材料中，電子和負責發光的電荷——空穴難以有效碰撞發光，由此制備出的LED發光效率低下，難以達到高亮度，且使用壽命短，通常只能持續工作數小時，很難應用在實際生活中的產品中。
為了解決這一難題，肖正國團隊提出“弱空間限域”的全新策略。研究者在鈣鈦礦材料里添加了特定的化合物，通過高溫退火工藝，制備出晶體顆粒更大、缺陷更少的新型鈣鈦礦薄膜。這種新材料內部更加有序，避免了傳統方法制備出的小晶體所帶來的缺陷問題，極大地提升了LED的穩定性和亮度。
研究表明，在效率方面，這種新型鈣鈦礦LED的發光效率超過22%，與商業化顯示產品的發光效率持平。與目前市場上的主流商用OLED或LED屏幕相比，新型鈣鈦礦LED的極限亮度達到了116萬尼特。人們日常使用的顯示屏幕最高亮度通常在數千尼特以內，所以按照正常亮度100尼特計算，新型鈣鈦礦LED理論上能使用超過18萬小時，已經達到商業化LED產品的廣泛標準。
研究人員介紹，這項突破性技術有望在未來廣泛應用于高端顯示屏、超高亮度照明等領域，推動LED技術進入一個嶄新的時代。
（記者 陳婉婉）