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學者提出抑制有機發(fā)光二極管發(fā)光效率滾降新策略
[所屬分類:行業(yè)動態(tài)] [發(fā)布時間:2025-5-29] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]
學者提出抑制有機發(fā)光二極管發(fā)光效率滾降新策略
作者：朱漢斌 來源：中國科學報
山東拓普生物工程有限公司 http://www.jinhuabanruo.cn
近日，華南理工大學材料科學與工程學院/物理與光電學院教授吳宏濱團隊取得重要突破，研究提出抑制有機發(fā)光二極管發(fā)光效率滾降的新策略。相關成果發(fā)表于《自然-光子學》（Nature Photonics）。
“該策略通過降低長壽命三重態(tài)激子對單重態(tài)激子的猝滅作用，成功將器件在直流和脈沖驅(qū)動下的臨界電流密度分別提升至100 A/cm2和10 kA/cm2量級，實現(xiàn)了亮度高達地表太陽輻照水平147倍的超高亮度近紅外電致輻射。”論文通訊作者吳宏濱對《中國科學報》表示。
近紅外波段（700-1700 nm）憑借在生物體內(nèi)或組織中散射低、穿透深等特性，在光學相干斷層掃描技術、血氧/血糖等生化信息采集、面部/虹膜/指紋等生物辨識等多個領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景，是血氧/血糖儀、光生物調(diào)節(jié)和光學相干成像等非侵入性、可穿戴、可植入電子設備的理想光源之一。然而，目前報道的有機近紅外發(fā)光二極管仍存在量子效率低、輻射光功率低、壽命短等不足，亟需探索新的材料體系和技術路線，以開發(fā)出高效且明亮的近紅外有機發(fā)光二極管，滿足實際應用需求。
為此，研究團隊在科技部重點研發(fā)項目、國家自然科學基金等項目的資助下，選用了高躍遷振子強度和高發(fā)光效率的給體-受體-給體型稠環(huán)電子受體作為發(fā)光材料。結合系統(tǒng)的熱管理和優(yōu)化載流子注入策略，基于BTA3的電致發(fā)光器件其最大外量子效率達到1.34%。器件呈現(xiàn)極低的效率滾降特性，在6個數(shù)量級的電流密度范圍內(nèi)保持與最大效率相當?shù)男阅�，下降至最大值一半時對應的臨界驅(qū)動電流J50達到59 Acm-2，遠超其他類型半導體材料。器件在連續(xù)直流驅(qū)動模式下，最大工作電流密度達到100 A/cm2以上，在脈沖寬度為1us的脈沖驅(qū)動模式下，最大工作電流密度達到10 kA/cm2級別，并實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的46786 WSr-1m-2輻射亮度，相當于地表太陽光譜輻照強度的147倍。
此外，研究團隊設計制備了面積為10 cm2的大功率器件，以及基于柔性襯底制造的可彎曲面光源，并演示了這些器件在主動夜視照明、非侵入式生物成像以及與人體緊密貼合的生物醫(yī)學等場景中的應用潛力。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41566-025-01674-5
（本文內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，版權歸原作者所有，如有侵權可后臺聯(lián)系刪除。）
作者：朱漢斌 來源：中國科學報
山東拓普生物工程有限公司 http://www.jinhuabanruo.cn
近日，華南理工大學材料科學與工程學院/物理與光電學院教授吳宏濱團隊取得重要突破，研究提出抑制有機發(fā)光二極管發(fā)光效率滾降的新策略。相關成果發(fā)表于《自然-光子學》（Nature Photonics）。
“該策略通過降低長壽命三重態(tài)激子對單重態(tài)激子的猝滅作用，成功將器件在直流和脈沖驅(qū)動下的臨界電流密度分別提升至100 A/cm2和10 kA/cm2量級，實現(xiàn)了亮度高達地表太陽輻照水平147倍的超高亮度近紅外電致輻射。”論文通訊作者吳宏濱對《中國科學報》表示。
近紅外波段（700-1700 nm）憑借在生物體內(nèi)或組織中散射低、穿透深等特性，在光學相干斷層掃描技術、血氧/血糖等生化信息采集、面部/虹膜/指紋等生物辨識等多個領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景，是血氧/血糖儀、光生物調(diào)節(jié)和光學相干成像等非侵入性、可穿戴、可植入電子設備的理想光源之一。然而，目前報道的有機近紅外發(fā)光二極管仍存在量子效率低、輻射光功率低、壽命短等不足，亟需探索新的材料體系和技術路線，以開發(fā)出高效且明亮的近紅外有機發(fā)光二極管，滿足實際應用需求。
為此，研究團隊在科技部重點研發(fā)項目、國家自然科學基金等項目的資助下，選用了高躍遷振子強度和高發(fā)光效率的給體-受體-給體型稠環(huán)電子受體作為發(fā)光材料。結合系統(tǒng)的熱管理和優(yōu)化載流子注入策略，基于BTA3的電致發(fā)光器件其最大外量子效率達到1.34%。器件呈現(xiàn)極低的效率滾降特性，在6個數(shù)量級的電流密度范圍內(nèi)保持與最大效率相當?shù)男阅�，下降至最大值一半時對應的臨界驅(qū)動電流J50達到59 Acm-2，遠超其他類型半導體材料。器件在連續(xù)直流驅(qū)動模式下，最大工作電流密度達到100 A/cm2以上，在脈沖寬度為1us的脈沖驅(qū)動模式下，最大工作電流密度達到10 kA/cm2級別，并實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的46786 WSr-1m-2輻射亮度，相當于地表太陽光譜輻照強度的147倍。
此外，研究團隊設計制備了面積為10 cm2的大功率器件，以及基于柔性襯底制造的可彎曲面光源，并演示了這些器件在主動夜視照明、非侵入式生物成像以及與人體緊密貼合的生物醫(yī)學等場景中的應用潛力。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41566-025-01674-5
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