实验室马东阁教授&陈江山研究员团队：KSCN埋底界面增强偶极实现超亮蓝光钙钛矿发光二极管

金属卤化物钙钛矿具有高色纯度、带隙可调和溶液可加工等优势，是新一代显示与照明领域的重要发光材料。近年来，钙钛矿发光二极管（PeLEDs）的器件效率快速提升，但蓝光器件在高电流密度下仍面临空穴注入势垒大、载流子注入不平衡及非辐射复合严重等问题，导致器件亮度和稳定性难以兼顾，制约其在微显示、虚拟/增强现实及可见光通信等领域的应用。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室马东阁教授和陈江山研究员团队提出KSCN埋底界面偶极层策略，协同优化能级匹配、界面传输与钙钛矿结晶，最终蓝光PeLED获得17.73%的最大外量子效率、41890 cd m-2的超高亮度以及5倍提升的工作寿命，为兼顾蓝光PeLED的高效率、高亮度和稳定性提供了新的界面工程思路。

传统2PACz自组装单分子层偶极矩较小且易聚集，限制ITO功函数调控和均匀界面构筑。团队在2PACz上引入KSCN界面层，DFT表明体系偶极矩由1.90 D增至9.67 D，UPS显示功函数由4.33 eV提高至4.62 eV，显著改善了空穴注入能级匹配，有利于实现更加平衡的电子和空穴注入。KSCN层对埋底界面和钙钛矿结晶过程发挥协同作用。KSCN修饰后，界面粗糙度由0.35nm降低至0.11 nm，形成更加均匀致密的底部界面，并有效减少薄膜中的漏电通道。同时，SCN⁻能够与未配位Pb²⁺形成配位作用，调节钙钛矿成核和结晶过程，抑制界面及晶界缺陷。由此，钙钛矿薄膜的平均载流子寿命由266.7 ns延长至585.4 ns，最高PLQY由约34.8%提高至61.8%，陷阱态密度由1.28×1018 cm-3降低至2.98×1017 cm-3。得益于界面电子结构和钙钛矿薄膜质量的协同改善，优化后的蓝光PeLED在491nm处实现窄带蓝光发射，半高全宽仅15 nm，最大外量子效率达到17.73%，最高亮度由18702 cd m-2提升至41890 cd m-2；在初始亮度100 cd m-2条件下，器件T50寿命由18 min提高至90 min。该工作实现了蓝光PeLED高效率、超高亮度与稳定性的兼顾，为面向微显示和高电流密度发光应用的器件设计提供了新的界面调控策略。

    相关研究成果以“Buried Layer Enhances InterfacialDipole Toward Ultrabright Blue Perovskite Light-Emitting Diodes”为题发表在Advanced Optical Materials上，其中通讯作者为马东阁教授和陈江山研究员，第一作者为余不凡博士生。该研究工作得到了国家自然科学基金 (U2001219, 51973064), 广东省基础与应用基础研究基金 (2023B1515040003, 2024A1515010262), 广东省自然科学基金 (2023B1212060003),以及华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室 (Skllmd-2023-05)等科研项目的资助。