5月15日，化學與化工學院張卓磊教授課題組在超寬帶光源領域取得重要進展，相關成果以題為“Ultrabroadband (Vis-NIR) Emission in Single-Component Perovskite LEDs via Tailored Multi-Exciton Energy Transfer Pathways”的論文發(fā)表在期刊Advanced Materials上。
 

　　隨著5G通信、智能照明和量子信息等技術的快速發(fā)展，同時覆蓋可見(Vis)到近紅外(NIR)波段的超寬帶高質(zhì)量光源成為多領域技術升級的關鍵。然而，現(xiàn)有光轉(zhuǎn)化發(fā)光二極管(LED)普遍存在發(fā)光不連續(xù)、顯色指數(shù)低、近紅外輸出弱等問題，難以兼顧高效、穩(wěn)定發(fā)光與器件集成，制約了超寬帶光源的發(fā)展。如何高效整合多通道發(fā)光中心、精準調(diào)控激子能量轉(zhuǎn)移并降低能量損失，成為該領域亟需突破的重要科學問題。
 

　　針對上述挑戰(zhàn)，課題組提出了基于多激子能量轉(zhuǎn)移路徑定向調(diào)控的新策略，采用Sb3?/稀土離子共摻雜的空位有序Cs?HfCl?納米晶體系，通過系統(tǒng)優(yōu)化摻雜濃度、激發(fā)波長與稀土離子種類，實現(xiàn)了高效的可見-近紅外超寬光譜發(fā)光。研究揭示，Sb3?離子在該體系中誘導形成單重態(tài)與三重態(tài)多激子發(fā)光中心，并與稀土離子之間建立高效能量轉(zhuǎn)移通道，拓展了發(fā)光波段并提升了發(fā)光效率。基于該材料開發(fā)的單組分LED展現(xiàn)出波長覆蓋至1200 nm的連續(xù)發(fā)光，顯色指數(shù)超過97，同時表現(xiàn)出良好的器件穩(wěn)定性。結(jié)合實驗與第一性原理計算，該研究深入揭示了多激子-稀土離子協(xié)同能量調(diào)控的電子結(jié)構(gòu)與發(fā)光機制，為開發(fā)新一代高性能超寬帶固態(tài)光源提供了理論支撐與材料基礎，并在醫(yī)療照明、雙模夜視成像、精準色彩顯示、高端藝術照明等領域展現(xiàn)出重要應用潛力。
 

　　該項研究為課題組在超寬帶光源領域的階段性進展，相關激子動力學調(diào)控、能量轉(zhuǎn)移精細控制、材料集成與高性能器件開發(fā)等關鍵問題仍有待深入攻關，課題組將圍繞上述方向持續(xù)系統(tǒng)推進。該工作得到了國家自然科學基金(22305089)以及廣東省基礎與應用基礎研究基金(2025A1515011642)的資助。我校為該項工作的第一完成單位及通訊單位，化學與化工學院2022級博士生辛玉香為該論文的第一作者，張卓磊教授為論文唯一通訊作者。