有机-无机杂化锑卤化物是溶液法制备发光二极管的新兴发光材料。然而,由于发光体内部存在非辐射复合,且器件内电荷传输性能较差,实现高效电致发光仍面临挑战。
郑州大学的史志锋研究团队的Chongxin Shan等人和南京工业大学王建浦教授携手通过有机阳离子工程设计出咔唑功能化的三苯基(9-乙基-9H-咔唑-3-基)膦鎓阳离子(TPPEtCz⁺),基于该阳离子制备的(TPPEtCz)₂Sb₂Br₈薄膜具备优异的发光性能,同时改善了器件内的电荷传输效率。
TPPEtCz⁺可与[Sb₂Br₈]²⁻物种及二氯甲烷溶剂形成强氢键作用,促使晶体结构更彻底地重构,从而提升薄膜质量。此外,(TPPEtCz)₂Sb₂Br₈中咔唑基团与电子传输层材料TPBi中苯并咪唑基团之间存在非共价π-π相互作用,优化了界面接触,促进电子传输与注入。
最终,基于该材料的发光二极管峰值外量子效率达到19.4%,在100坎德拉/平方米亮度下的半衰期长达10190分钟。这些发现为杂化器件的阳离子设计提供了关键思路,对推动其实际应用具有重要意义。
王建浦教授,博士生导师,2017年获国家杰出青年科学基金。主要研究兴趣为有机及钙钛矿光电子器件与物理,为国际上钙钛矿发光二极管(LED)研究的开拓者之一。主要研究成果包括:1、通过界面调控与器件结构设计获得高质量钙钛矿薄膜,实现“最高外量子效率近红外光钙钛矿LED”,并且“绿光器件的亮度和近红外光器件的辐照度均为基于溶液法制备器件的记录”,此为“最早一批报道的钙钛矿LED”之一;2、提出了自组装多量子阱钙钛矿实现高效发光的学术思想,首次实现“钙钛矿LED外量子效率突破10%”,“并且显著提高了器件的稳定性”,该成果入选2016年度“中国高等学校十大科技进展”;3、揭示了钙钛矿LED效率滚降的物理起源,刷新了钙钛矿LED效率的世界纪录;4、利用添加剂自组装形成低缺陷、亚微米结构钙钛矿薄膜,提高了LED的光提取效率,首次将钙钛矿LED外量子效率突破20%;5、发明了有机发光二极管(OLED)的显示像素设计专利,大幅度提高了OLED面板寿命,专利得到大规模商业化应用。研究成果发表在Nature、Nature Photonics、Nature Communications、Physical Review Letters、Advanced Materials等国际著名期刊上,总他引2000余次,获授权美国专利7项。在国内外学术会议上作邀请报告50余次。参与创办自然出版集团旗下学术期刊npj Flexible Electronics并担任副主编。
史志锋,河南商丘人,1987年生,郑州大学物理学院教授,博士生导师,国家高层次青年人才(2020年度),河南省杰出青年科学基金获得者(含滚动支持),河南省高层次人才,河南省高校科技创新团队带头人。2015年6月毕业于吉林大学,获微电子学与固体电子学专业博士学位,所撰写的博士学位论文被评为中国电子教育学会首届优秀博士学位论文。2015年7月至今在郑州大学物理学院任教。2019-2020年赴新加坡南洋理工大学访问交流。长期致力于新型半导体发光材料与器件的设计、制备与集成应用研究。以第一/通讯作者发表SCI论文120余篇,他引8000余次,主持国家级科研项目7项、省厅级项目10项。目前兼任Nano Research、SusMat、Energy Material Advances、《发光学报》、《光子学报》、《激光与光子学进展》青年编委和Crystals专刊客座编辑;担任Nature、Nature Communications、Advanced Materials等40余种期刊审稿专家;现任河南省物理学会理事、河南省青年科技工作者协会理事、河南省仪器仪表学会副秘书长、中青科协材料科学委员会委员、中国科协科技人才奖项评审专家等。