在空氣環(huán)境中制備大面積藍光鈣鈦礦發(fā)光二極管(PeLEDs)將顯著促進鈣鈦礦基光電器件在顯示應用中的商業(yè)化進程。其中純溴準二維鈣鈦礦由于較好的顏色穩(wěn)定性和防潮能力，在空氣制備藍光鈣鈦礦發(fā)光二極管的領(lǐng)域中顯示出優(yōu)勢。然而，在環(huán)境濕度的影響下，鈣鈦礦離子晶體會經(jīng)歷一個動態(tài)的形成和降解過程，導致鈣鈦礦薄膜形態(tài)不均勻和大量缺陷，大面積藍色器件的性能較差。 鑒于此，西北工業(yè)大學材料學院的王紅月副教授&王洪強教授團隊發(fā)展了一種全新的雙向嵌入式錨定調(diào)控策略，首次實現(xiàn)了在環(huán)境空氣中制備大面積（2 cm × 2cm）藍光鈣鈦礦發(fā)光二極管。
通過在無機空穴傳輸層NiOx中種植兩性離子聚合物聚合物刷PEIS，實現(xiàn)了HTL和鈣鈦礦活性層的協(xié)同調(diào)控，其中聚合物刷在HTL中的嵌入部分能夠鈍化NiOx納米顆粒的表面缺陷，促進載流子注入；嵌入活性層的部分能夠促進鈣鈦礦的均勻成核，并精確控制藍色準二維鈣鈦礦不同n相的生長速度，提升鈣鈦礦薄膜均勻性和發(fā)光能力。 研究表明，在NiOx中引入PEIS分子后，有效的降低了NiOx HTL界面的粗糙度。同時，PEIS分子上豐富的兩性離子基團增加了埋底界面與鈣鈦礦前驅(qū)體的親和性，同時也為鈣鈦礦提供了豐富的成核位點。 結(jié)合刻蝕XPS和TOF-SIMS的結(jié)果，作者發(fā)現(xiàn)PEIS在鈣鈦礦膜中的濃度沿垂直方向由從上到下時逐漸降低的，這進一步證明了PEIS在鈣鈦礦膜中呈現(xiàn)出拉伸的分子構(gòu)象而非壓縮在HTL與鈣鈦礦層的界面處。 作者發(fā)現(xiàn)，NiOx-PEIS界面提升的鈣鈦礦前驅(qū)體親和性和豐富的成核位點，有效的調(diào)節(jié)了不同n相的結(jié)晶動力學，提高了空氣環(huán)境制備準二維藍色鈣鈦礦薄膜的發(fā)光能力和均勻性。 最終，團隊首次實現(xiàn)了在環(huán)境空氣中制備大面積藍光鈣鈦礦發(fā)光二極管，發(fā)射波長為483 nm。有效發(fā)射面積為1.00 cm2時，最大亮度為624 cd m-2，最大EQE為2.09 %；有效發(fā)射面積為4.00 cm2時，最大亮度為734 cd m-2，最大EQE為0.80 %。 該工作為控制空氣環(huán)境中鈣鈦礦結(jié)晶動力學過程提供了一種新思路，為鈣鈦礦在顯示領(lǐng)域的商業(yè)化應用鋪平了道路。 論文信息 Bilateral Embedded Anchoring via Tailored Polymer Brush for Large-Area Air-Processed Blue Light-Emitting Diodes Jiandong Wu, Huixin Li, Yang Yang, Yiling Chen, Zhongyu Wang, Fan Dong, Xinhao Liu, Yangyang Guo, Tanxi Yao, Prof. Yadong Xu, Prof. Qian Ye, Prof. Hongyue Wang, Prof. Hongqiang Wang, Prof. Yu Fang 文章的第一作者是西北工業(yè)大學的博士研究生武劍棟和李慧鑫。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202411361
