7月24日，华中科技大学在《Nature Communications》上发表题为“Efficient deep-blue electroluminescence from Ce-based metal halide”的论文，报道Ce基卤化物高效深蓝光电致发光器件的研究。
显示屏是人机交互的最基本设备，为了实现高质量显示，高效稳定的电致蓝光技术是科研界和产业界亟待攻破的重点和难点，具有极大科研与应用价值。金属卤化物钙钛矿材料，由于其成本低廉、制备简单和光学性能优异，在下一代显示应用中具有极大的前景。然而，蓝色发光二极管（LED）的发展，尤其是符合REC. 2020标准的深蓝色LED，远远落后于绿色和红色LED。因此，开发高效率、高色纯度、高稳定性、低成本的新型蓝色发光卤化物材料势在必行。
具有宇称允许的d-f跃迁镧系离子(Ce3+、Eu2+)色纯度优异、辐射复合速率快、光转换效率高，是制备电致蓝光器件的理想材料。然而，其局域化的4f轨道受外层电子轨道屏蔽，载流子注入效率低。早期研究主要采用交流电驱动的薄膜电致发光器件，利用电子碰撞离化激发掺杂在发光层中的稀土离子。该策略往往需要高电压来加速电子，这导致高工作电压(> 100 V)和低外量子效率(< 1%)。
研究团队发现Ce(Ⅲ)基金属卤化物Cs3CeI6中的能量转移过程可以有效避免载流子直接注入过程中外层电子轨道的屏蔽效应，并通过进一步优化能量转移过程，实现了高效的电致蓝光器件。在原理探索上，团队通过基态和激发态下X射线光电子能谱探究了电荷转移过程，证明了激发态下的自限域激子（STE）和Ce基Frenkel激子（CFE）的形成。并进一步通过时间分辨的光致发光谱和瞬态吸收谱研究了从STE到CFE的能量转移动力学过程。在器件制备过程中，团队通过在蒸发过程中加入过量的CsI，增加了STE和CFE之间的光谱重叠面积，提高了能量转移效率。在此基础上，团队制备了基于Cs3CeI6的稀土基发光二极管，其最大亮度和外量子效率(EQE)分别达到了1075 cd m-2和7.9%，这是迄今为止金属卤化物深蓝光发光二极管的最高效率。这一工作有助于构建镧系卤化物的电致发光模型，充分展现了其在电致蓝光方面的应用潜力。
