近日，我校物理與電子工程學(xué)院張丁可教授團(tuán)隊(duì)在鈣鈦礦激光領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，在國(guó)際期刊《Advanced Functional Materials》（中國(guó)科學(xué)院1區(qū)，top期刊，影響因子19）上發(fā)表題為“Active Phase Transfer Enhances Amplified Spontaneous Emission and Mechanical Deformability in FAPbBr3 Perovskite Film”的研究論文。該論文第一署名單位為重慶師范大學(xué)，第一作者為我校研究生張行，唯一通訊作者為張丁可教授。
甲脒鉛溴鈣鈦礦（FAPbBr3）憑借優(yōu)異的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和光學(xué)增益特性，被認(rèn)為是激光增益材料的理想選擇，在發(fā)光二極管、激光器等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)制備方法面臨體缺陷濃度高、機(jī)械可變形性不足等難題，嚴(yán)重制約了其在柔性光電子器件中的商業(yè)化應(yīng)用。
針對(duì)這一挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了低溫工程前驅(qū)體溶液化學(xué)策略，通過(guò)對(duì)溶液、反溶劑、襯底及加工氛圍的全低溫調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了低缺陷密度、高機(jī)械穩(wěn)定性的 FAPbBr3 鈣鈦礦薄膜的精準(zhǔn)合成。該策略的核心在于利用低溫有效調(diào)控四方相到立方相的定向相變，不僅降低了陷阱態(tài)密度，還通過(guò)強(qiáng)化靜電相互作用構(gòu)建了更有序的晶體結(jié)構(gòu)。通過(guò)低溫工程制備的FAPbBr3鈣鈦礦薄膜展現(xiàn)出的優(yōu)異的ASE性能，同常溫法制備的FAPbBr3鈣鈦礦薄膜相比，ASE閾值降低5倍、增益增加4倍。需要關(guān)注的是，該方法制備的FAPbBr3鈣鈦礦薄膜表現(xiàn)了優(yōu)異的力學(xué)穩(wěn)定性，在連續(xù)3000次彎折后仍表現(xiàn)穩(wěn)定的ASE輸出。這為鈣鈦礦材料在柔性激光顯示、可穿戴電子設(shè)備等相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展了更多可能。
該研究通過(guò)創(chuàng)新的低溫工程技術(shù)，為解決傳統(tǒng)鈣鈦礦材料缺陷濃度高、機(jī)械穩(wěn)定性不足的關(guān)鍵難題提供了有效路徑，提升了材料的光熱穩(wěn)定性與濕度穩(wěn)定性，降低了制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境條件的敏感性，并從光物理的角度深入分析了薄膜質(zhì)量對(duì)激光性能的影響。本文為高性能柔性光電子器件的商業(yè)化發(fā)展提供了有益參考。
