近日，青島科技大學(xué)化學(xué)院邢軍/王磊教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際期刊Nature Communications發(fā)表了白光LED研究最新進(jìn)展“A warm-white light-emitting diode based on single-component emitter aromatic carbon nitride”，并得到國(guó)際同行評(píng)審專家的高度評(píng)價(jià)。
白光發(fā)光二極管（WLED）作為高效的固態(tài)照明日益取代白熾燈和熒光燈管，以解決能源短缺和碳中和問題。商用WLED是由藍(lán)色發(fā)光二極管芯片和黃色發(fā)光熒光粉涂層組成的多色混合器件，由于發(fā)光器件降解速率不同，以及重疊吸收造成的能量損失，隨著時(shí)間的推移，發(fā)光顏色不穩(wěn)定。
因此，覆蓋可見光譜的寬帶電致發(fā)光單組分材料是下一代人工照明的理想材料，它不僅可以解決以上問題，而且簡(jiǎn)化WLED制造過程。然而，類太陽光寬光譜白光材料十分罕見，因?yàn)殡娮?空穴對(duì)傾向于達(dá)到最低能態(tài)完成復(fù)合，最終導(dǎo)致LED器件發(fā)光光譜較窄，展現(xiàn)為單色光。
對(duì)此，邢軍、王磊教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種芳香化的氮化碳材料作為單組分發(fā)光層的暖白光LED器件。苯基修飾可以增強(qiáng)氮化碳材料三-s-三嗪結(jié)構(gòu)的剛度，減弱電子-聲子耦合，從而顯著提高光致發(fā)光量子產(chǎn)率從5%到40%。采用真空沉積法制備基于芳香化氮化碳材料的WLED，并通過優(yōu)化電荷注入工藝提高器件的性能。
最終，優(yōu)化后的器件表現(xiàn)出低開啟電壓3.2V，高亮度1885 cd m-2，電致發(fā)光光譜半峰寬達(dá)到110 nm，色坐標(biāo)為(0.44, 0.52)，相應(yīng)色溫為3700K。該研究開拓了低成本氮化碳材料在單組分WLEDs領(lǐng)域的應(yīng)用，為低成本W(wǎng)LEDs的發(fā)展提供一條新途徑。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和泰山學(xué)者計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。邢軍、王磊教授為該論文的共同通訊作者，第一作者為化學(xué)院在讀研究生王云虎，青島科技大學(xué)為唯一完成單位。（來源：青島科技大學(xué)）
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