近期,依托“光探测材料与器件”上海高水平地方高校创新团队及上海市光探测材料与器件工程技术研究中心等高水平平台,在国家重点研发计划及国家外专项目的资助下,我校材料技术学部房永征教授团队在异质结构发光材料方面取得重要进展。研究成果发表于国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》(JACS)。

主体-CsPbBr3异质结构材料的构建与表征
开发异质结构为提升卤化铅钙钛矿CsPbX3(X = Cl、Br、I)纳米晶体(NCs)在光电子应用中的性能提供了新思路。鉴于氧化物晶体具有丰富的种类和极高的稳定性,它们成为与CsPbX3集成以拓展应用的热门候选材料。然而,由于晶格失配严重,用氧化物修饰CsPbX3的异质结构仍面临巨大挑战。
我校科研团队与兰州大学、香港城市大学等单位合作研究,提出了一种策略:通过合理选择基质材料的结构适应性,构建晶格参数显著失配的CsPbBr3-氧化物异质结构。研究表明,由大、小阳离子适当组合形成的复杂氧化物晶体能够承受显著的失配应变,从而促进分散的CsPbBr3纳米晶体在晶格中的外延生长。
值得注意的是,氧化物基质能有效保护CsPbBr3纳米晶体免受水和热损伤,同时通过镧系元素掺杂实现更广泛的光学调控。这些发现为功能材料的异质结构工程提供了重要启示,为钙钛矿纳米晶体基材料的开发与应用开辟了新范式。研究成果以“Discovering Structure-Adaptive Oxides for Embedded Epitaxial Growth of Perovskite Nanocrystals”为题发表于《Journal of the American Chemical Society》(2026, 148, 5, 5754–5763。https://doi.org/10.1021/jacs.5c22209)

(图注:LCBBP - CPB 的多色调谐。(a) LCBBP -CsPbX3的PL光谱。(b) 254 nm激发下 LCBBP - CPB的PL光谱 (c) 室温下含10% Eu的LCBBP - CPB的激发波长依赖性PL光谱。(d) 254 nm激发下含10% Eu的 LCBBP - CPB 的温度依赖性PL光谱。(e) 由合成材料构成的比色温度计示意图。(f) 254 nm激发下的比色温度指示(303−473 K)。(g) (f)中虚线框标示样品的PL光谱。(h) 信息加密用LCBBP材料构成的像素化图案示意图。(i) 基于三组光子输出码在不同激发/温度参数下的解密过程。)