Loganathan Veeramuthu, Fang-Rong Liang, Chiung-Han Chen, Fang-Cheng Liang,
Yin-Ti Lai, Zhen-Li Yan, Archana Pandiyan, Chun-Tse Tsai, Wei-Cheng Chen,
Jin-Cheng Lin, Mei-Hsin Chen, Chu-Chen Chueh, and Chi-Ching Kuo
ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 1782−1791

國立臺灣大學 化學工程學系 闕居振教授
國立臺北科技大學 分子科學與工程系 郭霽慶教授

藍色準二維(quasi-2D)鈣鈦礦薄膜因其具多重相分布，進而限制所製備之發光二極體元件的性能及穩定性。於本研究中，我們展示了使用生物分子衍生的電漿奈米結構，結合修飾小分子和局部表面電漿效應來顯著促進缺陷鈍化、縮小凡得瓦間隙及提高能量轉移效率，從而提升發光二極體的性能與穩定性。我們採用銀奈米粒子並使用環糊精進行修飾，使其具有更佳的分散性和尺寸控制，然後將其引入準二維鈣鈦礦薄膜中。結果顯示，環糊精中的羥基基團能鈍化鈣鈦礦中的未配位鉛離子，降低缺陷及電荷複合損失與非輻射衰變。此外，修飾的銀奈米粒子與鈣鈦礦中的有機配體相互作用，抑制低維度鈣鈦礦相的生成，進一步優化多重相分佈並提高能量轉移效率。同時， 銀奈米粒子的局部表面電漿共振場效應，促進激子從低維度相向高維度相的能量轉移，從而提高載子複合效率並加速輻射衰變速率。這些協同效應使得我們製備的發光二極體具備更高的外部量子效率(3.51%)，最大亮度提升至1101 cd/m²，同時展現出優異的發光光譜穩定性和長期操作穩定性，顯現其在能量轉移效率及穩定性方面的顯著提升。此外，我們提出的單步驟溶液製程，避免了傳統反溶劑處理的複雜性與環境風險，為實現高效、穩定且環保的藍色鈣鈦礦發光元件提供了新的發展方向。