研究人员开发钙钛矿LED的电流密度超过现有LED高5个数量级

  在不断变化的技术格局中，对更高效、更明亮和更可持续的光源的追求是没有止境的。发光二极管（LED）领域的突破性发展——钙钛矿LED（PeLED）——有望实现光源领域的一个跨越。这项创新在最近发表在《自然光子学》上的一项研究中进行了详细说明，代表了一个重大的进步，有望影响从我们的智能电子设备屏幕到先进的生物医学应用的一切。

  LED的出现改变了现代照明和传感技术，随着PeLED的出现，它发生了令人兴奋的转折。虽然有机LED（OLED）在我们的日常生活中已经变得无处不在，为从电视到智能电子设备屏幕的一切提供动力，但它们有其局限性，特别是在亮度方面。这就是PeLED发挥作用的地方，提供了一个希望的发展方向。

  钙钛矿是一类以用于太阳能电池而闻名的材料，现在已经证明了它们超越光伏应用的能力。这些材料具备出色的光电性能、拥有非常良好成本效益的可加工性和高效的电荷传输能力，已成为光发射领域的有力竞争者，特别是在LED领域。

  由比利时微电子研究中心的Paul Heremans教授牵头的ULTRA-LUX项目研究了这一创新。首次开发了创新的PeLED架构，能够以比传统OLED高数万倍的电流密度运行。这个新架构的奇迹将传输层、透明电极和钙钛矿作为半导体活性材料相结合，为带有电辅助的放大自发发射（ amplified spontaneous emission, ASE）铺平了道路，这是实现高强度相干光的基石。

  该团队在PeLED中实现了前所未有的电流密度，超过3kA/平方厘米，这个指标大大超过了传统OLED的能力。要知道，即使现在高功率LED的电流密度最高只是几百mA/平方厘米，就是说这项研究的结果领先现有产品电流密度指标5个数量级。这种进步不仅仅是关于数字，它标志着效率和潜在应用方面的飞跃，因为电流密度与LED的亮度和效能直接相关。此外，在较低的能量阈值下维持连续波ASE的能力标志着朝着实用的薄膜激光二极管迈出了重要一步。

  这项研究影响是广泛而多样的。在消费电子科技类产品领域，我们大家可以看到新一代高分辨率显示器，提供更丰富的色彩和更低的能耗。在光通信领域，这些PeLED可以发挥关键作用，有可能提高数据传输的速度和效率。

  生物医学领域将获益匪浅，在成像和光动力疗法方面有潜在应用。环境监测也能够正常的看到一个飞跃，PeLED用于检测污染物和其他危害的高级传感器。

  虽然PeLED的前景是巨大的，但挑战任旧存在。确保在现实世界条件下的稳定性和寿命至关重要。此外，以具有成本效益和环保的方式扩大生产将是广泛采用这项技术的关键。

  当我们处于照明技术新时代的尖点时，PeLEDs从实验室到日常使用的旅程将引人入胜。这一突破不单单是关于一种新型的LED；而是关于重新想象光本身的可能性。未来是光明的，它被钙钛矿LED的前景光芒照亮。