【复材资讯】南开大学2025年首篇Nature！

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科学背景

钙钛矿发光二极管（PeLED）已成为下一代超高清显示器的有前景的候选者。目前已经在外部量子效率（EQE）超过20%的绿色和红外发射PeLED方面取得了巨大进展。然而，迄今为止，纯红色PeLED（<640 nm）的器件性能和相应的颜色稳定性仍然不理想。开发高效稳定的窄线宽纯红色PeLED，特别是其电致发光峰值集中在630 nm以获得更宽的色域，仍然是一个巨大的挑战。CsPbI3量子点表现出尺寸依赖的光学特性，因此被认为是实现高效、稳定的纯红色包晶发光二极管（PeLEDs）的最有希望的候选材料。然而，超小CsPbI3 QDs 在组装成导电薄膜时要保持其溶液相特性具有挑战性，这极大地阻碍了它们在器件中的应用。

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创新成果

近期，南开大学袁明鉴教授、陈军院士、章炜研究员等人在Nature上发表了题为“Perovskite heteroepitaxy for high-efficiency and stable pure-red LEDs”的论文，报告了一种原位沉积稳定超小CsPbI3 QD导电固体的方法，即构建CsPbI3 QD/准二维（quasi-2D）包晶异质外延。异质界面上排列整齐的周期性边缘配体阵列在CsPbI3 QD的临界层厚度上引发了大量的八面体倾斜，从而提高了倾斜CsPbI3和δ-CsPbI3之间的吉布斯自由能差，导致CsPbI3 QD的热力学稳定。通过这种方法，研究人员制造出稳定的CsPbI3 QD导电薄膜，其发射光线可调，覆盖从600 nm到710 nm的整个红色光谱区域。本研究报道的纯红色PeLED得电致发光窄峰值集中在630 nm，符合超高清显示冠军器件的认证外部量子效率为24.6%，半衰期为6330分钟，是迄今为止报道的最高效、最稳定的纯红色PeLED之一。此外，该方法还与大面积制造兼容，使1 cm2的PeLED在630 nm波长下表现出20.5%的最佳外部量子效率。该工作由南开大学主导，联合北京师范大学、香港大学、洛桑联邦理工学院、沙特国王大学等8家国内外机构共同完成，南开大学为该论文第一完成单位也是唯一通讯单位。化学学院博士研究生韦科妤、周峒和特聘研究员姜源植为该论文共同第一作者。袁明鉴教授、陈军院士、章炜研究员为该论文通讯作者。

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数据概览

图1、CsPbI3量子点单边外延的合成 © 2025 Springer Nature

图2、去外延薄膜中的准2D/CsPbI3 QD/准二维钙钛矿异质外延 © 2025 Springer Nature

图3、八面体倾斜 © 2025 Springer Nature

图4、基于CsPbI3 QD去外延薄膜的纯红色PeLED性能和操作稳定性 © 2025 Springer Nature

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科学启迪

综上，本研究开发了一种原位沉积稳定超小CsPbI3 QD导电固体的方法，即构建CsPbI3 QD/准二维（quasi-2D）包晶异质外延。异质界面上排列整齐的周期性边缘配体阵列在CsPbI3 QD的临界层厚度上引发了大量的八面体倾斜，从而提高了倾斜CsPbI3和δ-CsPbI3之间的吉布斯自由能差，导致CsPbI3 QD的热力学稳定。由此产生的冠军器件的峰值波长为630 nm（符合Rec.2100色彩标准），经认证的EQE为24.6-25.6%，亮度高达~11689 cdm-2。在~100 cdm-2下，器件的半衰期（T50）达到~6330分钟（超过100小时）。此外，该方法还与大面积制造兼容，使1 cm2的PeLED在630 nm波长下表现出20.5%的最佳外部量子效率。

来源：赛恩斯

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原标题：《【复材资讯】南开大学2025年首篇Nature！》

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