近日，深圳理工大學(xué)成會(huì)明院士、白楊、Haoran Wang團(tuán)隊(duì)在頂級(jí)期刊ACS Nano上發(fā)表研究成果，成功制備出超穩(wěn)定、高效率的純紅色γ-CsPbI3納米片，并基于此開發(fā)出性能卓越的紅光LED器件，其色彩精準(zhǔn)匹配國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）最高顯示標(biāo)準(zhǔn)（Rec.2020）。

圖片:搜狗截圖20250814224504.png

該研究為解決純紅光鈣鈦礦材料穩(wěn)定性與效率難題提供了全新思路，為下一代超高清、廣色域顯示技術(shù)奠定了關(guān)鍵材料基礎(chǔ)。

團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)了極具潛力的發(fā)光材料——CsPbI₃納米片。它天生具備發(fā)出理想純紅光的潛力（波長(zhǎng)~646 nm），但其光學(xué)活性的立方相（黑相）在常溫下不穩(wěn)定，極易坍塌轉(zhuǎn)變成不發(fā)光的黃相，喪失應(yīng)用價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)，在三種黑相（α, β, γ）中，γ 相具有最低的形成能和最低的表面自由能，是室溫下最穩(wěn)定的鈣鈦礦相。由于結(jié)晶動(dòng)力學(xué)難以控制，其直接形成較為困難。

團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，巧妙地利用兩種特殊“分子工具”（配體）——二甲基亞砜（DMSO）和N,N’-二甲基丙烯脲（DMPU）——的有效表面配位策略，以精確調(diào)控γ-CsPbI₃ NPLs的生長(zhǎng)。通過(guò)雙配體協(xié)同效應(yīng)，不僅實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，更有效鈍化了表面缺陷，讓能量高效轉(zhuǎn)化為純凈紅光。

這種創(chuàng)新方法制備出的γ-CsPbI₃納米片展現(xiàn)出驚人性能：

1.近完美發(fā)光效率：其光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）接近100%，意味著幾乎將所有吸收的光能轉(zhuǎn)化為純凈紅光，損耗極低。

2.卓越的熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性：在80 °C下經(jīng)405 nm激光長(zhǎng)時(shí)間照射時(shí)仍展現(xiàn)出獨(dú)特的強(qiáng)光致發(fā)光強(qiáng)度。

憑借這些優(yōu)勢(shì)，制造出的顏色穩(wěn)定的鈣鈦礦 LED器件效率高達(dá)12.43%，是目前CsPbI₃納米片基LED器件的記錄效率。

這項(xiàng)研究不止是實(shí)驗(yàn)室里的突破，更有可能改變我們的日常生活，點(diǎn)亮超高清顯示新時(shí)代！比如，將為手機(jī)、電視、VR/AR設(shè)備提供色彩更純凈、更鮮艷、更穩(wěn)定的純紅色發(fā)光解決方案，極大提升視覺(jué)體驗(yàn)；為特種照明、信號(hào)顯示等領(lǐng)域提供高性能、長(zhǎng)壽命的紅色光源；為設(shè)計(jì)開發(fā)其他高性能、高穩(wěn)定性的功能材料（如光電、催化材料）提供了嶄新思路和強(qiáng)大工具。

相關(guān)鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5c04461