破解世界性难题！我国团队成功研发这一关键器件

◎ 科技日报记者 陈曦 通讯员 李享

20日，记者从南开大学获悉，该校化学学院袁明鉴教授、中国科学院院士陈军、研究员章炜领衔的科研团队在新型钙钛矿超高清显示技术领域有最新突破。研究团队解决了纯红光钙钛矿电致发光关键材料稳定性差的世界性难题，研发出高效率与高稳定性兼备的纯红光钙钛矿电致发光器件（LED），为下一代超高清显示技术的发展提供了关键技术支撑。相关研究成果发表在国际学术期刊《自然》。

据介绍，钙钛矿材料因其荧光量子产率高、色纯度高、色域广等优势，被视为下一代超高清显示技术的理想材料。然而，作为红、绿、蓝三基色之一的纯红光钙钛矿LED，长期以来受困于材料稳定性差的难题，严重制约了其实际应用。南开大学团队此次研究的核心材料钙钛矿量子点，虽然具有可调带隙发光的特性，但其在室温下极易发生相转变，导致材料失效。

全溶液法原位构建的钙钛矿范德华外延异质结材料、发光薄膜与LED器件。图片来源：南开大学

针对这一难题，研究团队率先提出了“外延异质结界面应力操控”策略，首次利用全溶液法实现了钙钛矿范德华外延异质结的大面积原位可控制备。通过外延异质结界面应力诱导晶格扭曲，有效抑制了钙钛矿的相转变过程，显著提升了材料的稳定性。

“我们通过原位构建钙钛矿量子点范德华外延异质结构，操控外延异质结界面应力，成功解决了钙钛矿量子点的稳定性问题，为纯红光钙钛矿LED的研发铺平了道路。”袁明鉴介绍，研究团队结合先进的球差校正透射电镜表征技术和密度泛函理论计算，首次揭示了钙钛矿外延异质结构的界面应力对钙钛矿晶格结构的调控机制。

基于这一突破，团队成功研发出兼具高效率和高稳定性的纯红光钙钛矿LED，其性能达到世界一流水平。这一成果不仅解决了长期困扰该领域的技术瓶颈，还为满足Rec.2100超广色域标准的下一代超高清显示系统提供了关键技术支撑。

“这项研究立足化学基础学科，汇聚了材料、物理、半导体器件等多学科力量，是跨学科合作的典范。”袁明鉴表示，未来，团队将继续推动钙钛矿发光材料在超高清显示领域的应用，助力显示产业的技术。

据介绍，这一突破性成果不仅标志着我国在钙钛矿显示技术领域的领先地位，也为全球超高清显示技术的发展注入了新的动力。随着技术的进一步成熟，纯红光钙钛矿LED有望在不久的将来广泛应用于电视、手机、虚拟现实设备等显示终端，为用户带来更加绚丽、真实的视觉体验。

编辑：王璠

审核：朱丽