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中国科学技术大学肖正国教授研究团队近日在提升钙钛矿发光二极管（LED）使用寿命方面取得重大突破。该团队提出了一种名为“弱空间限域”的全新方法，成功制备出晶体颗粒更大、热稳定性更高的全无机钙钛矿薄膜，使LED亮度达到116万尼特以上，理论寿命超过18万小时。
这项研究成果于6月11日正式发表。钙钛矿作为一种新型材料，因其高发光效率、低成本和制作灵活性，在太阳能电池、发光器件和探测器等多个领域展现出广阔的应用前景。然而，传统钙钛矿材料中电子与空穴难以高效复合发光，限制了其实际应用。为此，以往研究人员多采用“强空间限域”策略，例如将材料尺寸控制在纳米级别或制成超薄层结构，以提升发光效率。这种方法虽然有效，但也带来了亮度受限、寿命短的问题，通常LED仅能工作数小时，难以满足实际产品的需求。
针对这一难题，肖正国团队采用了全新的思路——“弱空间限域”。通过在钙钛矿前驱体中引入次磷酸和氯化铵，并结合高温退火工艺，成功制备出晶体更大、缺陷更少的钙钛矿薄膜。新材料内部结构更加有序，显著减少了因小晶粒引起的缺陷问题，从而极大提升了LED器件的稳定性和亮度表现。
实验数据显示，新型钙钛矿LED的发光效率超过22%，与目前商用显示技术相当。其极限亮度可达116万尼特，远超当前市场主流的OLED或LED屏幕。按照日常使用亮度约100尼特计算，该LED理论寿命可达18万小时，达到商业LED产品的标准。
研究人员表示，这一成果有效解决了钙钛矿LED在发光效率与稳定性之间难以兼顾的技术瓶颈，未来有望应用于高亮度照明、高端显示等领域，推动LED技术迈入新阶段。
本项研究由中国科学技术大学物理学院博士研究生彭琛琛、姚海涛、Othman Ali，特任副研究员陈文静以及复旦大学微电子学院杨迎国研究员共同完成，肖正国教授为论文通讯作者。 | 
