透明钙钛矿发光二极管在蓝宝石衬底与缩放发射面积注入超高电流密度。来源:IMEC

发光二极管(led)已经彻底改变了现代照明和传感技术。从家庭应用到工业应用，led用于所有照明应用，从电视屏幕的室内照明到生物医学。今天广泛使用的有机led (oled)，例如在智能手机屏幕上，采用有机薄膜材料作为半导体。然而，它们的最大亮度仍然有限;试想一下，在一个阳光明媚的日子里，你试图阅读你的智能手机屏幕。

与此同时，钙钛矿——一类具有特殊晶体结构的材料——正在证明其在太阳能电池之外的价值。这些材料具有优异的光电性能，低成本的可加工性和高效的电荷传输，在过去的10年里，这些材料已经成为发光应用(如led)的有趣候选者。

然而，虽然钙钛矿可以承受非常高的电流密度，但还没有达到发射高强度相干光的激光操作。“在ULTRA-LUX项目中，imec首次展示了具有低光学损耗的PeLED结构，并将这些PeLED泵浦到支持受激发光发射的电流密度，”imec高级研究员兼该项目的首席研究员Paul Heremans教授解释说。该项目详细发表在《自然光子学》杂志上，题为“钙钛矿发光二极管的电辅助放大自发发射”。

“这种新颖的传输层结构，透明电极和钙钛矿作为半导体活性材料，可以在比传统oled高数万倍的电流密度(3 kA cm-2)下工作。”

“通过这种结构，imec在传统光泵浦的电气辅助下增强了放大的自发发射。imec项目经理Robert Gehlhaar表示:“通过这样做，imec证明了电注入对受激发射总量的贡献为13%，从而接近实现薄膜注入激光器的阈值。”“达到这一具有里程碑意义的高功率薄膜激光二极管，为薄膜钙钛矿激光器令人兴奋的新应用铺平了道路。”