【期刊】编辑推荐 | 添加剂与界面调控实现低缺陷密度的高效钙钛矿发光二极管 | 半导体学报
论文信息：
Additive and interfacial control for efficient perovskite light-emitting diodes with reduced trap densities
Shun Tian, Chen Zou, Runchen Lai, Chungen Hsu, Xuhui Cao, Shiyu Xing, Baodan Zhao, Dawei Di
J. Semicond. 2022, 43(5): 050502, doi: 10.1088/1674-4926/43/5/050502
Full Text内容简介
基于金属卤化物钙钛矿半导体的发光二极管（钙钛矿LED），作为光电子领域的新兴方向，近年来在发光效率等方面获得重大进展，在下一代显示与照明等领域展现了重要的潜力。研究表明，利用分子添加剂对钙钛矿发光材料进行钝化，以及在器件结构中引入合适的界面修饰等，是实现高效率钙钛矿LED的有效手段。实现器件电致发光效率（尤其是内量子效率）提升的一个重要原因是对非辐射复合过程的抑制。然而，添加剂与界面调控对于钙钛矿器件中直接导致非辐射复合的电荷陷阱密度的影响尚不明晰，尤其缺乏定量分析。
近日，浙江大学光电学院的狄大卫教授与赵保丹研究员团队就上述问题开展了研究，相关论文以“Additive and interfacial control for efficient perovskite light-emitting diodes with reduced trap densities”为题，作为封面文章发表于Journal of Semiconductors (《半导体学报》)，第一作者是浙江大学硕士研究生田顺。
作者利用空间电荷限制电流（SCLC）模型，研究了添加剂与界面调控对绿光钙钛矿薄膜电荷陷阱密度的影响。他们发现，典型的小分子添加剂冠醚的引入将钙钛矿的电荷陷阱密度从7.02 × 1017 cm–3降低到 5.76 × 1017 cm–3，在钙钛矿下界面处引入氟化锂（LiF）极性界面后，陷阱密度进一步降低到5.10 × 1017 cm–3（图1）。
他们将上述研究结果应用到钙钛矿LED中。冠醚添加剂的引入将绿光钙钛矿LED的外量子效率从5.0%提升到15.1%，LiF界面的引入将器件的外量子效率进一步提升到19.0%（图2）。这些结果说明添加剂和界面调控的组合是实现高效率钙钛矿LED的有效手段。光学仿真表明本研究所涉及的钙钛矿发光LED外量子效率仍有进一步提升的空间，可通过优化钙钛矿薄膜厚度与进一步提高辐射复合的比例等方式实现。
此研究通过分子添加剂和LiF界面调控的共同作用，降低了发光钙钛矿薄膜的电荷陷阱密度，展示了绿光钙钛矿LED效率的有效提升。这些结果对发展高效率蓝光钙钛矿LED以及微型钙钛矿LED（micro-PeLED）也有借鉴意义。
作者简介
赵保丹，浙江大学光电学院，研究员，博士生导师。
入选《麻省理工科技评论》中国区“35岁以下科技创新35人”（2019）、阿里巴巴达摩院青橙奖（2020）、福布斯中国、福布斯亚洲30岁以下精英榜（2020、2021）、浙江省杰出青年基金（2021），国家高层次青年人才计划（2021）。
她于2019年在英国剑桥大学获得物理学博士学位，师从有机光电物理学权威卡文迪许物理学教授Richard Friend院士（FRS, FREng, FIEE, FInstP,Kt）。她的研究工作主要涉及钙钛矿LED、钙钛矿太阳能电池、以及与上述课题有关的器件物理和光物理。作为第一或通讯作者，在Nature Photonics (封面论文), Nature Electronics (封面论文)，Advanced Materials，Cell Reports Physical Science，The Journal of Physical Chemistry Letters等期刊发表论文。近5年来最为重要的学术贡献是利用钙钛矿和聚合物的异质结构刷新了钙钛矿LED效率的世界纪录（>20%）并深入研究了其发光机理；以及通过引入超薄极性修饰层解决了下层传输层与钙钛矿发光层不兼容的问题，刷新了准二维钙钛矿绿光LED 的效率纪录。
狄大卫，浙江大学光电学院，教授，博士生导师。
入选浙江省“鲲鹏行动”计划首批专家、《麻省理工科技评论》全球“35岁以下科技创新35人”（2019）、中国“35岁以下科技创新35人”（2018）、世界顶尖科学家论坛青年科学家（2020）、国家高层次青年人才计划。
他先后在新南威尔士大学和剑桥大学获得工程学学士、工程学博士以及物理学博士学位，师从Richard Friend院士、Martin Green院士等著名科学家。他的研究方向为新型光电器件及器件物理，发现了有机与钙钛矿发光二极管的高效发光机制，刷新了溶液法OLED与钙钛矿LED的效率纪录，探索了新型器件中的激发态动力学过程。作为第一或通讯作者，在Science，Nature Photonics，Nature Electronics，Joule，Nature Communications，Advanced Materials等期刊发表论文。担任Journal of Semiconductors（半导体学报）等期刊编委。
《半导体学报》简介：
《半导体学报》是中国科学院主管、中国电子学会和中国科学院半导体研究所主办的学术刊物，1980年创刊，首任主编是王守武院士，黄昆先生撰写了创刊号首篇论文，2009年改为全英文刊Journal of Semiconductors（简称JOS），同年开始与IOPP英国物理学会出版社合作向全球发行。现任主编是中科院副院长、国科大校长李树深院士。2019年，JOS入选“中国科技期刊卓越行动计划”。2020年，JOS被EI收录。
“中国半导体十大研究进展”推荐与评选工作简介：
《半导体学报》在创刊四十年之际，启动实施 “中国半导体年度十大研究进展”的推荐和评选工作，记录我国半导体科学与技术研究领域的标志性成果。以我国科研院所、高校和企业等机构为第一署名单位，本年度公开发表的半导体领域研究成果均可参与评选。请推荐人或自荐人将研究成果的PDF文件发送至《半导体学报》电子邮箱：jos@semi.ac.cn，并附简要推荐理由。被推荐人须提供500字左右工作简介，阐述研究成果的学术价值和应用前景。年度十大研究进展将由评审专家委员会从候选推荐成果中投票产生，并于下一年度春节前公布。
JOSarXiv预发布平台简介：
半导体科技发展迅猛，科技论文产出数量逐年增加。JOSarXiv致力于为国内外半导体领域科研人员提供中英文科技论文免费发布和获取的平台，保障优秀科研成果首发权的认定，促进更大范围的学术交流。JOSarXiv由《半导体学报》主编李树深院士倡导建立，编辑部负责运行和管理，是国内外第一个专属半导体科技领域的论文预发布平台，提供预印本论文存缴、检索、发布和交流共享服务。
JOSarXiv于2020年1月1日正式上线（http://arxiv.jos.ac.cn/），通过《半导体学报》官网（http://www.jos.ac.cn/）亦可访问。敬请关注和投稿！
半导体学报公众号
微信号 : JournalOfSemicond
长按二维码关注获得更多信息
扩展阅读
1. 中国半导体十大研究进展候选推荐（2022-007）——基于二维范德华异质结的宽光谱感算一体器件
2.中国半导体十大研究进展候选推荐（2022-006）——中科院半导体所研制出波长小于360nm的AlGaN紫外激光器
3.中国半导体十大研究进展候选推荐（2022-005）——二维材料电驱动发光器件
4.中国半导体十大研究进展候选推荐（2022-004）——130000次：原位界面调控实现储能器件稳定循环
5. 中国半导体十大研究进展候选推荐（2022-002）——表界面单原子调控制备高品质二维半导体材料
蔻享学术平台，国内领先的一站式科学资源共享平台，依托国内外一流科研院所、高等院校和企业的科研力量，聚焦前沿科学，以优化科研创新环境、传播和服务科学、促进学科交叉融合为宗旨，打造优质学术资源的共享数据平台。
版权说明：未经授权严禁任何形式的媒体转载和摘编，并且严禁转载至微信以外的平台！
原创文章首发于蔻享学术，仅代表作者观点，不代表蔻享学术立场。
转载请在『蔻享学术』公众号后台留言。
点击阅读原文～发现惊喜！