IT 之家 9 月 13 日消息，浙江大學研究團隊通過分子摻雜，實現了鈣钛礦半導體從 n 型到 p 型的連續轉變，同時可以保持極高的發光性能。
在可控摻雜的基礎上，團隊研制出具有簡單結構的鈣钛礦 LED，并創造了溶液法 LED（包括 OLED、量子點 LED 和鈣钛礦 LED）的高亮紀錄，達到了 116 萬尼特。
" 摻雜 " 是半導體領域的基礎概念。半導體材料之所以如此廣泛應用于電子技術，關鍵在于它們可以通過摻雜實現 p 型和 n 型兩種不同的導電特性。對于傳統半導體而言，通過 " 摻雜 "，即在晶格中引入雜質，可以實現對其電學性質的有效控制。
▲ 圖源浙江大學
鈣钛礦鹵化物是一種新型半導體，在太陽能電池、LED 和激光器等器件中表現出優異的光電性能，且易于低成本制備，在近年來得到廣泛關注和應用。但由于其結構和成分較爲複雜，如何實現對其電學特性的精确調控是領域的重要挑戰。
團隊偶然發現，4PACz 這種實驗室裏非常常見的材料，由于它具有強烈的吸電子能力，當作爲摻雜劑引入鈣钛礦半導體時，可以有效地将原本是 n 型的鈣钛礦轉變爲 p 型。同時，在引入摻雜後，鈣钛礦半導體仍然保持着很高的熒光效率。此外團隊也發現了适用于鈣钛礦的 n 型摻雜劑。
通過可控摻雜技術，研究團隊成功制備出不包含空穴傳輸層且性能優異的鈣钛礦 LED。與此同時，與常規 LED 相比它還顯示出巨大優勢。
引入 4PACz 摻雜制備的 p 型鈣钛礦 LED，不僅結構簡單，而且實現了 116 萬 cd / m ²（116 萬尼特）的最高亮度，以及 28.4% 的外量子效率和 23.1% 的能量轉換效率。
浙江大學 2020 級博士生熊文濤介紹，" 這些器件的超高亮度刷新了溶液法 LED 的記錄，其能量轉換效率爲可見光鈣钛礦 LED 的最高水平。"
這項研究成果發表在《自然》，IT 之家附論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07792-4
