近日，青島科技大學化學院邢軍/王磊教授團隊在國際期刊Nature Communications發(fā)表了白光LED研究最新進展“A warm-white light-emitting diode based on single-component emitter aromatic carbon nitride”，并得到國際同行評審專家的高度評價。
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，而且簡化WLED制造過程。然而，類太陽光寬光譜白光材料十分罕見，因為電子-空穴對傾向于達到最低能態(tài)完成復(fù)合，最終導致LED器件發(fā)光光譜較窄，展現(xiàn)為單色光。
對此，邢軍、王磊教授團隊開發(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)光光譜半峰寬達到110 nm，色坐標為(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。
該研究得到國家自然科學基金和泰山學者計劃等項目的資助。邢軍、王磊教授為該論文的共同通訊作者，第一作者為化學院在讀研究生王云虎，青島科技大學為唯一完成單位。（來源：青島科技大學）
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