近日，复旦大学信息科学与工程学院电光源研究所张树宇副研究员与剑桥大学Bartomeu Monserrat合作团队在高光效蓝光钙钛矿纳米晶研究上取得重要进展。9月3日，相關研究成果以“Highly Efficient Blue-Emitting CsPbBr₃ Perovskite Nanocrystals through Neodymium Doping”为题，发表于期刊《Advanced Science》（https://doi.org/10.1002/advs.202001698）。论文第一作者是复旦大学博士研究生谢毓俊和剑桥大学博士研究生彭博，通讯作者是复旦大学张树宇和剑桥大学Bartomeu Monserrat，复旦大学为论文第一单位。該工作得到國家自然科學基金資助。

       全無機鹵鉛鈣钛礦納米晶材料因其半波寬窄、帶隙寬度易調等一系列優異特性而備受矚目，在諸如顯示、激光、光伏、傳感與成像等領域都具備極大的應用前景。鹵素組分調節是實現鈣钛礦納米晶發光波長調節的重要手段，但目前，藍光鈣钛礦納米晶CsPbCl_xBr_1-x因其晶格引起的深能級固有缺陷導致了材料本身的低熒光量子産率，限制了鈣钛礦材料在器件中的進一步應用。

       针对以上问题，合作团队利用配体辅助法原位合成了钕离子掺杂的CsPbBr₃納米晶藍光發射體系。區別于傳統的鹵素/尺寸效應調節鈣钛礦熒光發射峰位置，該體系通過控制钕離子摻雜比例實現了綠光到深藍光波段的熒光發射可調，在459nm藍光發射峰位置得到了90%熒光量子産率和19nm半波寬的優異結果。研究顯示，钕離子對主體晶格中鉛離子的部分替位摻雜打破了空間平移對稱性，相對于較穩定的價帶能級，導帶能級發生的位移改變了帶隙寬度，實現了熒光發射可調。與此同時，摻雜體系激子結合能的增加和晶格收縮對振子強度的增強是輻射複合速率提升的兩個主要因素，輻射複合速率的提升進一步優化了該體系的熒光量子産率。該物理機制爲鈣钛礦納米晶組分工程提供了新的思路方案，進一步拓寬了鈣钛礦材料的應用前景。

       張樹宇課題組主頁：http://homepage.fudan.edu.cn/zhangshuyu。

不同钕離子摻雜比例下CsPbBr₃納米晶的熒光發射光譜和吸收光譜，以及摻雜後的能帶結構