戚亞冰教授及其研究團(tuán)隊在材料科學(xué)與光電器件領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以題為“Ultranarrow Electroluminescence Spectrum in Violet Light-Emitting Diodes for Advanced Display Applications”的研究論文發(fā)表于國際頂級能源材料期刊《ACS Energy Letters》。該工作聚焦于下一代高色純度顯示技術(shù)，成功開發(fā)出具有極窄電致發(fā)光光譜的紫光發(fā)光二極管，為高性能LED顯示器件的發(fā)展提供了創(chuàng)新性解決方案。

在顯示技術(shù)領(lǐng)域，發(fā)光二極管的色純度是決定顯示色彩還原度和視覺體驗的關(guān)鍵參數(shù)。傳統(tǒng)藍(lán)光和綠光LED技術(shù)已相對成熟，但紫光LED，特別是發(fā)射波長在400-420納米范圍內(nèi)的器件，因其在激發(fā)寬色域熒光粉或作為直接發(fā)射光源方面的獨特優(yōu)勢，被視為實現(xiàn)超高清、廣色域顯示的核心組件之一。現(xiàn)有紫光LED普遍存在電致發(fā)光光譜較寬的問題，這直接導(dǎo)致了色彩飽和度不足和色域范圍受限，成為制約顯示技術(shù)向更高性能邁進(jìn)的瓶頸。

戚亞冰教授團(tuán)隊針對這一挑戰(zhàn)，從材料設(shè)計與器件物理層面進(jìn)行了系統(tǒng)性創(chuàng)新。研究核心在于精準(zhǔn)調(diào)控發(fā)光層的能帶結(jié)構(gòu)、載流子輸運以及激子復(fù)合動力學(xué)過程。團(tuán)隊通過先進(jìn)的材料合成方法，制備了具有高度單分散性和結(jié)晶質(zhì)量的紫光發(fā)光活性層。該活性層材料展現(xiàn)出優(yōu)異的激子束縛特性，有效抑制了非輻射復(fù)合通道和光譜展寬效應(yīng)。在器件結(jié)構(gòu)設(shè)計上，團(tuán)隊優(yōu)化了電子與空穴注入層的能級匹配，實現(xiàn)了載流子的平衡注入與空間限域，從而將復(fù)合區(qū)域精準(zhǔn)控制在發(fā)光層內(nèi)，極大降低了由載流子泄露或界面缺陷引起的能量損失和光譜拖尾。

實驗結(jié)果表明，所制備的紫光LED器件在驅(qū)動電壓下，其電致發(fā)光光譜的半高全寬達(dá)到了驚人的窄度，顯著優(yōu)于目前報道的同類器件。這一極窄的發(fā)射峰意味著器件發(fā)出的紫光顏色極為純凈，幾乎不含其他波長的雜散光。器件在亮度、外量子效率以及工作穩(wěn)定性等方面也表現(xiàn)優(yōu)異，展現(xiàn)了良好的綜合性能與實用化潛力。

此項研究的科學(xué)意義與應(yīng)用價值重大。從基礎(chǔ)研究角度看，它深化了對窄譜電致發(fā)光物理機(jī)制的理解，特別是在低維半導(dǎo)體材料中的激子行為調(diào)控方面提供了新見解。從技術(shù)應(yīng)用層面，這種極窄光譜紫光LED為顯示產(chǎn)業(yè)帶來了新的可能：其一，作為背光源，它可以更高效地激發(fā)紅色和綠色熒光粉，從而獲得色域更廣、色彩更鮮艷的液晶顯示效果；其二，在微顯示或自發(fā)光顯示中，直接使用紅、綠、藍(lán)（RGB）三色窄譜LED進(jìn)行像素化排列，有望實現(xiàn)Rec. 2020甚至更廣色域標(biāo)準(zhǔn)的全覆蓋，滿足未來超高清電視、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實設(shè)備對極致色彩表現(xiàn)的苛刻要求。

戚亞冰教授團(tuán)隊的研究成果，不僅標(biāo)志著我國在高端光電材料與器件前沿領(lǐng)域取得了領(lǐng)先地位，也為全球顯示技術(shù)的革新注入了強勁動力。該工作所揭示的材料設(shè)計原則與器件工程策略，對于推動整個半導(dǎo)體發(fā)光器件向高色純度、高效率方向演進(jìn)具有普遍的指導(dǎo)意義。隨著材料工藝的進(jìn)一步優(yōu)化與大規(guī)模制造技術(shù)的成熟，基于極窄光譜紫光LED的新一代顯示技術(shù)有望加速走進(jìn)消費市場，徹底改變?nèi)藗兊囊曈X體驗。

論文的發(fā)表受到了國內(nèi)外同行的高度關(guān)注，多位評審專家認(rèn)為這是一項“里程碑式”的工作，為高性能顯示光源的發(fā)展指明了清晰路徑。團(tuán)隊表示，將繼續(xù)圍繞器件壽命、大規(guī)模均勻制備等關(guān)鍵問題開展深入研究，推動該技術(shù)從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。