近日，中国科学技术大学的研究团队在国际学术期刊《自然》上发表了一项关于纯红光钙钛矿发光二极管（LED）的重要研究成果。该研究由姚宏斌、樊逢佳、林岳和胡伟教授领导，成功揭示了制约纯红光钙钛矿LED性能的关键因素，并据此制备出了高性能的纯红光钙钛矿LED。
钙钛矿作为一种新兴的半导体材料，在LED领域展现出巨大的潜力。特别是在纯红光钙钛矿LED方面，其高色彩纯度、广色域等特点使其成为未来高清显示技术的有力竞争者。然而，如何在提高亮度的同时保持高效率，一直是制约纯红光钙钛矿LED发展的难题。
为了攻克这一难题，樊逢佳团队开发了一种名为电激发瞬态吸收光谱技术（EETA）的新方法，该技术能够深入探测LED内部的电子和空穴行为。通过这一技术，研究团队发现空穴泄漏到电子传输层是导致纯红光钙钛矿LED性能瓶颈的主要原因。
针对这一问题，姚宏斌团队提出了一种创新的材料结构设计——三维钙钛矿异质结。该设计通过在钙钛矿晶格中插入有机分子，改变了发光层的晶体结构，构建了一道有效的“水坝”，即宽带隙能垒，以阻止空穴泄漏。这一设计不仅实现了载流子的限域，还保持了高迁移率，从而显著提升了LED的性能。
研究团队通过这一创新设计，成功制备出了在峰值外量子效率、最大亮度和效率滚降等方面均达到国际领先水平的纯红光钙钛矿LED。这一成果不仅展示了三维钙钛矿异质结材料在高效、明亮且稳定钙钛矿LED方面的巨大潜力，也为未来高清显示技术的发展提供了新的可能。
林岳教授利用球差电镜对这一创新材料进行了充分的验证，而姚宏斌教授和胡伟教授则对材料结构进行了深入的理论分析。这些工作共同构成了此次研究成果的坚实基础。
此次研究得到了国家自然科学基金委、科技部等机构的支持，理化科学实验中心也为课题的开展提供了必要的表征设备支持。中国科学技术大学的宋永慧、李波、王子健和台晓琳作为共同第一作者，为这项研究做出了重要贡献。
