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

在可控摻雜的基礎(chǔ)上，團隊研制出具有簡單結(jié)構(gòu)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(dǎo)體領(lǐng)域的基礎(chǔ)概念。半導(dǎo)體材料之所以如此廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)，關(guān)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(dǎo)電特性。對于傳統(tǒng)半導(dǎo)體而言，通過 " 摻雜 "，即在晶格中引入雜質(zhì)，可以實現(xiàn)對其電學(xué)性質(zhì)的有效控制。

鈣鈦礦鹵化物是一種新型半導(dǎo)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(guān)注和應(yīng)用。但由于其結(jié)構(gòu)和成分較為復(fù)雜，如何實現(xiàn)對其電學(xué)特性的精確調(diào)控是領(lǐng)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(dāng)作為摻雜劑引入鈣鈦礦半導(dǎo)體時，可以有效地將原本是 n 型的鈣鈦礦轉(zhuǎn)變?yōu)?p 型。同時，在引入摻雜后，鈣鈦礦半導(dǎo)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(shù)，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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換效率。

浙江大學(xué) 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(zhuǎn)換效率為可見光鈣鈦礦 LED 的最高水平。"