用户前沿丨香港城市大学Nature Photonics：钙钛矿硫化锌-电致发光材料

来源：天美仪拓实验室设备（上海）有限公司分类：商机 2024-06-13 17:45:09 45阅读次数

香港城市大学王锋团队与合作者于欣格团队联合开发出一种新型的钙钛矿硫化锌（PeZS）电致发光材料，在交流电场的作用下，实现了从468至694 nm的连续可调发射波长和小于37 nm的窄带发射。基于PeZS材料，团队制备了拉伸率高达400%的多色、超薄柔性显示器件，展示了其在可穿戴电子与柔性机器人领域的应用。此项技术极大地扩展了交流电致发光器件的色彩范围，为柔性显示技术的进步带来了新的机遇。

北京时间2024年6月4日17时，上述研究成果以“Multicolour stretchable perovskite electroluminescent devices for user-interactive displays”为题在线发表于Nature Photonics。

柔性显示技术突破了传统显示器的局限，能够为用户提供更为丰富和个性化的使用体验。在实际场景中，柔性显示器不仅需要具备良好的机械变形能力，还必须保持长期稳定性、提供多色发光以及足够的亮度。然而，在目前的显示技术中，将这些特性完美融合于单一器件中仍是一个巨大挑战。交流电致发光（ACEL）技术在柔性显示领域表现出多种优势，包括其优异的拉伸性、低能耗、均匀的光输出和良好的耐用性。然而，与有机、量子点或钙钛矿LED等显示技术相比，ACEL显示受限于发光材料，难以提供丰富和鲜明的色彩，无法满足实际应用的需求。

应对上述挑战，研究者们开发了一种新型的电致发光材料，该材料由钙钛矿纳米晶（PeNPs）外壳和硫化锌（ZnS）内核组成，并实现了单颗粒内能量转移。在交流电场的作用下，ZnS产生的激发能量通过重吸收和福斯特共振能量转移（FRET）综合机制被PeNPs外壳捕获，实现高色纯度和波长可调的光输出。这种基于钙钛矿的交流电致发光（PeACEL）器件的电致发光光谱能够覆盖从蓝色到深红色（468–694 nm）的范围，并具有窄的半峰宽（FWHM<37 nm），亮度超过500 cd/m²。研究团队还成功制造了超薄（95 μm）、高拉伸（400%）且具备双面发光功能的图案化PeACEL器件。

图1 光谱可调PeACEL器件的材料设计与发光机理。

图2 柔性、可拉伸的PeACEL器件。

此外，研究团队展示了该技术在交互式显示领域的广泛应用，通过与多种柔性传感器（如压力、温度和距离传感器）的集成，实现了在人机交互、健康监测以及软体机器人等多个领域中传感信息的实时视觉反馈。PeACEL显示器能够将复杂的传感数据转化为直观的视觉信息，极大地增强了用户的交互体验和设备的直观性。这种实时的视觉反馈机制使PeACEL技术在智能设备和交互系统中具备显著优势，预示着在未来智能科技、可穿戴电子和人机交互领域的广泛应用前景。