9 月 13 日消息，浙江大學研究團隊通過分子摻雜，實現(xiàn)了鈣鈦礦半導體從 n 型到 p 型的連續(xù)轉變，同時可以保持極高的發(fā)光性能。

在可控摻雜的基礎上，團隊研制出具有簡單結構的鈣鈦礦 LED，并創(chuàng)造了溶液法 LED（包括 OLED、量子點 LED 和鈣鈦礦 LED）的高亮紀錄，達到了 116 萬尼特。

" 摻雜 " 是半導體領域的基礎概念。半導體材料之所以如此廣泛應用于電子技術，關鍵在于它們可以通過摻雜實現(xiàn) p 型和 n 型兩種不同的導電特性。對于傳統(tǒng)半導體而言，通過 " 摻雜 "，即在晶格中引入雜質，可以實現(xiàn)對其電學性質的有效控制。

鈣鈦礦鹵化物是一種新型半導體，在太陽能電池、LED 和激光器等器件中表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能，且易于低成本制備，在近年來得到廣泛關注和應用。但由于其結構和成分較為復雜，如何實現(xiàn)對其電學特性的精確調控是領域的重要挑戰(zhàn)。

團隊偶然發(fā)現(xiàn)，4PACz 這種實驗室里非常常見的材料，由于它具有強烈的吸電子能力，當作為摻雜劑引入鈣鈦礦半導體時，可以有效地將原本是 n 型的鈣鈦礦轉變?yōu)?p 型。同時，在引入摻雜后，鈣鈦礦半導體仍然保持著很高的熒光效率。此外團隊也發(fā)現(xiàn)了適用于鈣鈦礦的 n 型摻雜劑。

通過可控摻雜技術，研究團隊成功制備出不包含空穴傳輸層且性能優(yōu)異的鈣鈦礦 LED。與此同時，與常規(guī) LED 相比它還顯示出巨大優(yōu)勢。

引入 4PACz 摻雜制備的 p 型鈣鈦礦 LED，不僅結構簡單，而且實現(xiàn)了 116 萬 cd / m 2（116 萬尼特）的最高亮度，以及 28.4% 的外量子效率和 23.1% 的能量轉換效率。

浙江大學 2020 級博士生熊文濤介紹，" 這些器件的超高亮度刷新了溶液法 LED 的記錄，其能量轉換效率為可見光鈣鈦礦 LED 的最高水平。"