科学家研发“原子交换”钙钛矿新技术！可用来制造下世代低成本、超亮 LED

由剑桥大学与慕尼黑工业大学组成的国际研究团队，成功开发一种“原子交换”的新技术，将千分之一的铅原子换成锰，能使卤化物钙钛矿量子点的发光增加三倍，可用来制造更高效的低成本发光材料，打造下世代超亮的 LED 照明和显示器。

研究团队开发的“原子交换”新技术，掺杂会导致电荷载子卡在材料晶体结构的特定部分，进行重新组合发光，并将研究结果发表在《美国化学学会杂志》，可用在低成本的柔性 LED 照明、智能手机显示器。

现在，许多日常应用都使用发光二极管（LED），例如家用和商业照明、电视屏幕、智能手机和笔记型电脑，因 LED 的主要优点就是比旧技术消耗的能源少，而全球通讯网络也是透过光通讯推动，这些明亮光源在光纤内，以光速在全球范围内传输讯息。

研究团队开发出一种新的半导体，称为奈米晶体形式的卤化物钙钛矿，其厚度仅为人类头发的千分之一，这些“量子点”是高度发光的材料，推动全世界第一款采用量子点的高亮度 QLED 电视上市。

剑桥大学的研究人员与哈佛的 Daniel Congreve 小组合作，他们是制造量子点的专家，现在已经大大改善这些奈米晶体的发射光谱，并将千分之一的原子替换为另一个，也就是用锰离子交换铅，结果发现量子点的发光增加两倍。

剑桥卡文迪什实验室的 Sascha Feldmann 表示，使用激光光谱进行的详细调查，揭示该研究结果的起源，因为发现电荷掺杂在晶体区域聚集在一起，代表这些高能电荷，可以彼此相遇，并重新组合，以非常有效的方式发光。

慕尼黑工业大学卡文迪什和沃尔特肖特基学院资深作者 Felix Deschler 表示，希望这个令人着迷的发现，即使化学成分进行最小的变化，也能极大地增强材料的性能，因为这将在不久的未来，为低成本和超亮的 LED 显示器铺平道路。

未来，研究人员希望能找到更有效的掺杂剂，有助于让下世代先进的光技术普及到世界各地。

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（首图来源：剑桥大学）