郑州大学在新型铜基卤化物白光LED研究取得重大进展

近日，郑州大学物理学院在新型铜基卤化物白光LED研究方面取得重要进展，相关成果以题为“High Color-Rendering Index and Stable White Light-Emitting Diodes by Assembling Two Broadband Emissive Self-Trapped Excitons”的论文发表于国际权威期刊Advanced Materials上，并被选为杂志封面。郑州大学为第一单位，2019级博士研究生马壮壮为第一作者，史志锋副教授、单崇新教授以及吉林大学张立军教授为通讯作者。

在全球能源危机、环保要求不断提高的情况下，发展绿色无毒、低能耗、高光效、长寿命的白光发光二极管（WLED）无疑具有重要的科学意义和实用价值。目前，采用多发光体混合策略已可制备出高显色指数的WLED。但在面向实际应用时，该制备技术却存在明显的局限性。例如，以特定比例混合不同颜色的发射体会增加器件制备难度及成本；光子的自吸收效应将引起器件的效率损失，WLED的显色性会随着运行时间而发生衰变等。

为了克服上述困难，研究团队提出采用具有宽带发光特征的两种铜卤化物组合的策略，来制备高显色指数且可稳定工作的WLED。通过第一性原理计算，研究团队首先分析了材料的相稳定性及相共存特征，并利用一步反溶剂技术成功制备出覆盖整个可见光光谱的CsCu2I3@Cs3Cu2I5复合发射体。由于两种材料表现为较宽的谱带和较大的斯托克斯位移，这有效避免了该复合发射体对光子的自吸收效应，对改善WLED的光提取效率是有利的。进一步，将CsCu2I3@Cs3Cu2I5复合体作为发光层，研究团队成功制备出一系列冷暖白光可调的电注入WLED，其CRI高达91.6，且表现出优良的工作稳定性。上述研究成果为低成本、高显色指数、稳定的WLED设计与制备提供了新的思路。

该工作得到了国家自然科学基金、河南省高层次人才特殊支持计划、河南省高校科技创新人才支持计划以及郑州大学物理学科推进计划等项目的支持。