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南京理工科研成果榮登《自然·通訊》 近期，南京理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院/格萊特研究院曾海波&陳嘉偉團(tuán)隊(duì)在低維光電器件系列研究方面獲得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·通訊》（Nature Communications）雜志上。 半導(dǎo)體量子點(diǎn)具有高熒光量子產(chǎn)率、超純發(fā)光、兼容溶液工藝等優(yōu)點(diǎn)，在白光照明與多彩顯示領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并因此獲得2023年諾貝爾化學(xué)獎。曾海波團(tuán)隊(duì)長期專注于探究量子點(diǎn)為代表的低維材料的光電性能以及器件物理，在國際上形成了系列特色研究成果。 2020年，曾海波教授團(tuán)隊(duì)在Nature Photonics上首次報(bào)道了基于單層無機(jī)半導(dǎo)體的高效電致白光（Nat. Photon. 2021, 15, 238），在照明顯示交叉領(lǐng)域引起了新一波研究熱潮。2022年，團(tuán)隊(duì)深入探討和總結(jié)了目前單層白光LED在發(fā)光材料設(shè)計(jì)及性能提升方面存在的問題，并對未來健康、高質(zhì)量的新型照明技術(shù)的發(fā)展道路提出了建議和展望（Nat. Rev. Mater. 2022, 7, 677）。近期，基于上述研究基礎(chǔ)，團(tuán)隊(duì)針對該CsPbI3多相體系載流子傳輸通道不確定、載流子分配與復(fù)合機(jī)制不明晰等系列問題，通過對納米尺度下多相體系的相成分、相結(jié)構(gòu)、相分布、相效應(yīng)的精細(xì)調(diào)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)載流子的合理分配與平衡傳輸，揭示了兩相界面局域激發(fā)態(tài)和復(fù)合特性，實(shí)現(xiàn)了白光光譜各成分的可控調(diào)節(jié)。最終構(gòu)建的全光譜白光LED（400-780 nm）實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的色坐標(biāo)（0.33，0.33）、超高顯色指數(shù)95、5835 K的色溫。此外，其色偏差值低至−3×10−4，M/P比值為1.004。與標(biāo)準(zhǔn)太陽光的五項(xiàng)核心參數(shù)的匹配因子達(dá)到了100%、95%、99.4%、99.97%、99.6%。以上結(jié)果均表明這是迄今為止最接近太陽光的電致白光，進(jìn)一步拓寬了白光LED的應(yīng)用范圍。  圖1.類太陽光譜電致白光的性能 在另一項(xiàng)工作中，團(tuán)隊(duì)利用Rb+和K+替代摻雜來穩(wěn)定鈣鈦礦立方晶體結(jié)構(gòu)，并以量子線的形式嵌入納米多孔氧化鋁模板中。內(nèi)部缺陷的抑制和激子結(jié)合能的增強(qiáng)導(dǎo)致共摻雜鈣鈦礦量子線中的非輻射復(fù)合降低。基于量子線所構(gòu)筑的多色LED（純藍(lán)光476 nm，天藍(lán)光483 nm，天藍(lán)光490 nm以及綠光512 nm）的最大外量子效率分別為17.5%、21.2%、24.9%和30.1%，最大亮度分別為1638 cd m-2、3365 cd m-2、13,483 cd m-2和31,706 cd m-2。此外，所有器件均展現(xiàn)了高色純度發(fā)光，線寬均小于16 nm，展現(xiàn)了其在未來高清柔性顯示領(lǐng)域的巨大應(yīng)用前景。  圖2.基于多色量子線的電致發(fā)光器件性能 該系列工作得到了國家自然科學(xué)基金（52131304, U24A20286, 62261160392）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)（2024YFB3612400, 2024YFA1210002, 2022YFB3606502）、國際合作計(jì)劃（BZ2024038）、中國博士后基金（2023M741916, 2024T170466, GZB20230332）等項(xiàng)目基金支持。 相關(guān)鏈接：1.https://www.nature.com/articles/s41467-025-58743-0；2.https://www.nature.com/articles/s41467-025-61085-6 |
