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有机自旋光电子团队在中科院一区TOP期刊Advanced Functional Materials发表一项重要研究成果


       近期,调教 有机自旋光电子团队在中科院一区TOP期刊Advanced Functional Materials发表一项重要研究成果,提出基于手性离子液体构筑高性能天蓝光钙钛矿自旋LED器件的新策略。我校作为第一作者单位和第一通讯单位。

       该研究成果于2025年33日以High-Performance Sky-Blue Perovskite Spin-Light Emitting Diodes Due to Chiral Ionic Liquid Implantation and Passivation”为题,发表在Advanced Functional Materials上(DOI: 10.1002/adfm.202503088)。调教 王恺、李金鹏副教授为通讯作者,博士研究生张国帅为第一作者。

      《Advanced Functional Materials》是国际功能材料领域最具影响力的顶级期刊之一,由全球知名学术出版机构 Wiley 发行,长期聚焦于新型功能材料与器件方向的前沿研究,该刊持续刊载具有原创性和引领性的高水平成果,在材料科学界具有广泛影响力。

       无机-有机杂化钙钛矿是目前新型光源开发领域研究的热点材料,基于该材料开发的LED器件具有极高的亮度和发光效率为了进一步拓展钙钛矿LED在新型显示领域的应用前景,近两年研究者们尝试利用手性钙钛矿所特有的手性诱导自旋选择性(CISS)制备具有圆偏选择性发光的自旋LED器件,从而尝试将其应用于未来的3D显示器件领域。目前基于手性钙钛矿的自旋LED器件发展迅速,其绿光器件的EQE已经提高到了15%以上,其圆偏极化率也超过了16%。然而在蓝光范围的器件性能仍然较差,亟须新的突破以提高该色域的器件性能。调教 光电子技术研究所有机自旋光电子团队在前期工作中成功合成出具有优异手性光学性能的手性离子液——(D/L)Alanine tert-Butyl Ester tetrafluoroborateLaser Photonics Rev. 19, 2401008 (2024), //doi.org/10.1002/lpor.202401008),其制备的绿光自旋LED的EQE高于12%,而其圆偏极化率也超过13%,性能接近了世界领先水平。在本工作中,团队进一步利用该离子液体,通过精准的反溶剂相调控手段将发射波长蓝移到了491 nm的天蓝光区域,其优化器件的EQE达到了13%,其圆偏极化率接近8%。该器件性能是目前已报道的钙钛矿蓝光自旋LED器件领域的最高值,且大幅度超过了其他器件的性能。在进一步的研究中,课题组发现实现该高性能器件的原因是手性离子液体中的阳离子基团在实现手性转移的同时可以协同钝化手性钙钛矿形成过程中的缺陷态,从而提高了器件的辐射符合效率。同时,在圆偏振瞬态光谱的研究中发现了自旋极化载流子在传输过程中具有较长的自旋寿命,从而在复合过程中保持了较高的极化率。该研究为基于手性钙钛矿的自旋LED的开发提供了新的研究思路和理论支撑。

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论文信息:Zhang, G.; Tang, J.; Li, Y.; Zhang, X.; Jiang, L.; Li, J.; Wu, X.; Zhu, X.; Yu, H.; Shi, Y.; Wang, X.; Wang, K.; Li, J. High-Performance Sky-Blue Perovskite Spin-Light Emitting Diodes Due to Chiral Ionic Liquid Implantation and Passivation. Adv. Funct. Mater. 2025, 2503088. //doi.org/10.1002/adfm.202503088.