中国科学技术大学姚洪斌教授团队基于碘化铜簇杂化材料，开发出一种高效、高亮度的暖白光发光二极管(LED)。他们的工作发表在《自然光子学》上。
溶液加工LED因其制造工艺简单、可操作性高而被认为是实现下一代大面积固态照明的技术。目前，基于卤化铅钙钛矿、有机半导体材料和胶体核壳量子点(QD)的溶液加工LED器件已经取得了较高的电致发光性能。
然而，卤化铅钙钛矿和CdSe量子点等含有重金属的材料会造成严重的环境问题，而基于有机发光分子、InP量子点和ZnSe量子点的LED器件由于合成复杂，生产成本较高。因此，开发基于低成本、低毒性、易于扩展和高效发射器的溶液加工LED是未来固态照明的关键挑战。
为了应对这一挑战，该团队首先设计并制备了具有宽光致发光光谱的铜碘基杂化团簇。
团队通过引入氮膦螯合配体和含膦增溶配体，获得了兼具高发光效率和高溶解度的碘化铜杂化团簇，在N2中表现出超过200mg/mL的高溶解度和良好的结构稳定性。N-二甲基甲酰胺(DMF)，LED生产中使用的交叉溶剂。
在DMF中旋涂制备的发光薄膜具有0.22nm的低表面粗糙度和超过70%的高光致发光量子产率，可用作发光层以制作低成本的暖白光LED器件。正交溶剂路线。
所得LED器件的最大外量子效率为19.1%，亮度超过40,000cdm-2，工作寿命超过232h(T50@100cdm-2)。同时，得益于团簇良好的溶解性和可加工性，团队通过刮刀涂布构建了工作面积为36cm2的大面积溶液加工LED器件，呈现出暖白光发射，亮度接近60,000cd米-2。
此外，通过修饰氮膦螯合配体的氮杂环上不同的给电子基团，团队开发了一系列溶液加工的颜色可调LED器件。
该工作实现了基于碘化铜混合团簇的高效率、高亮度的LED器件。碘化铜混合簇的结构可扩展性和光谱可调性使其有望用于制造低成本高性能LED面板和固态照明。