南京理工科研成果荣登《自然·通讯》

近期，南京理工大学材料科学与工程学院/格莱特研究院曾海波&陈嘉伟团队在低维光电器件系列研究方面获得重要进展。相关研究成果发表在《自然·通讯》（Nature Communications）杂志上。

半导体量子点具有高荧光量子产率、超纯发光、兼容溶液工艺等优点，在白光照明与多彩显示领域展现了广阔的应用前景和巨大的经济价值，并因此获得2023年诺贝尔化学奖。曾海波团队长期专注于探究量子点为代表的低维材料的光电性能以及器件物理，在国际上形成了系列特色研究成果。

2020年，曾海波教授团队在Nature Photonics上首次报道了基于单层无机半导体的高效电致白光（Nat. Photon. 2021, 15, 238），在照明显示交叉领域引起了新一波研究热潮。2022年，团队深入探讨和总结了目前单层白光LED在发光材料设计及性能提升方面存在的问题，并对未来健康、高质量的新型照明技术的发展道路提出了建议和展望（Nat. Rev. Mater. 2022, 7, 677）。近期，基于上述研究基础，团队针对该CsPbI3多相体系载流子传输通道不确定、载流子分配与复合机制不明晰等系列问题，通过对纳米尺度下多相体系的相成分、相结构、相分布、相效应的精细调控，进而实现载流子的合理分配与平衡传输，揭示了两相界面局域激发态和复合特性，实现了白光光谱各成分的可控调节。最终构建的全光谱白光LED（400-780 nm）实现了标准的色坐标（0.33，0.33）、超高显色指数95、5835 K的色温。此外，其色偏差值低至−3×10−4，M/P比值为1.004。与标准太阳光的五项核心参数的匹配因子达到了100%、95%、99.4%、99.97%、99.6%。以上结果均表明这是迄今为止最接近太阳光的电致白光，进一步拓宽了白光LED的应用范围。

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图1.类太阳光谱电致白光的性能

在另一项工作中，团队利用Rb+和K+替代掺杂来稳定钙钛矿立方晶体结构，并以量子线的形式嵌入纳米多孔氧化铝模板中。内部缺陷的抑制和激子结合能的增强导致共掺杂钙钛矿量子线中的非辐射复合降低。基于量子线所构筑的多色LED（纯蓝光476 nm，天蓝光483 nm，天蓝光490 nm以及绿光512 nm）的最大外量子效率分别为17.5%、21.2%、24.9%和30.1%，最大亮度分别为1638 cd m-2、3365 cd m-2、13,483 cd m-2和31,706 cd m-2。此外，所有器件均展现了高色纯度发光，线宽均小于16 nm，展现了其在未来高清柔性显示领域的巨大应用前景。

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图2.基于多色量子线的电致发光器件性能

该系列工作得到了国家自然科学基金（52131304, U24A20286, 62261160392）、国家重点研发计划专项（2024YFB3612400, 2024YFA1210002, 2022YFB3606502）、国际合作计划（BZ2024038）、中国博士后基金（2023M741916, 2024T170466, GZB20230332）等项目基金支持。

相关链接：1.https://www.nature.com/articles/s41467-025-58743-0；2.https://www.nature.com/articles/s41467-025-61085-6