科学家正在研发能发出深蓝光的混合碘化铜晶体。 图片来源：罗格斯大学

由美国罗格斯大学牵头的团队开发出一种环保、稳定且亮度极高的新型发光材料，并用其制造出发射波长约为450纳米的深蓝光发光二极管（LED）器件。这项成果发表在最新一期《自然》杂志上。

该材料为铜-碘有机-无机杂化发光体，由铜碘化物与有机分子构成，兼具结构稳定、发光效率高与无毒环保等优点，有望成为下一代蓝光LED的核心材料，替代含铅、含镉发光体，以解决现有蓝光器件面临的环境与性能瓶颈。

蓝光LED自上世纪90年代问世以来，已成为白光照明系统的关键器件。为进一步提升效率并降低制造成本，团队此次采用了铜-碘杂化半导体材料。测试数据显示，该材料的光致发光量子效率高达99.6%，这意味着它几乎能将全部激发能量转化为蓝光。基于该材料制备的蓝光LED，其最大外部量子效率（即发出的光子数量与注入电子数量之比）达到12.6%，是目前基于溶液工艺制备的深蓝光LED最高效率之一。

该材料不仅亮度高，其寿命也表现优异：在常规条件下，工作半衰期可达204小时，亮度在较长时间内保持稳定。

该材料出色性能的核心在于使用了一种名为“双界面氢键钝化”的创新技术。该技术显著降低了器件内部界面缺陷，提高了电荷输运效率，使LED整体性能提升了4倍。这种LED结构就像一个“多层三明治”，每一层承担不同功能，如发光、传输电子或空穴等。当发光层与周围层之间界面匹配不良时，可能导致效率降低或寿命缩短。新技术通过在层与层之间引入氢键，使结构连接更紧密，有效克服了这一问题。