华中科技大学化学与化工学院张卓磊教授课题组在超宽带光源领域取得重要进展

2025年05月19日 11:43:42 人气: 14429 来源: 华中科技大学

　　【仪表网研发快讯】5月15日，化学与化工学院张卓磊教授课题组在超宽带光源领域取得重要进展，相关成果以题为“Ultrabroadband (Vis-NIR) Emission in Single-Component Perovskite LEDs via Tailored Multi-Exciton Energy Transfer Pathways”的论文发表在期刊Advanced Materials上。

　　随着5G通信、智能照明和量子信息等技术的快速发展，同时覆盖可见(Vis)到近红外(NIR)波段的超宽带高质量光源成为多领域技术升级的关键。然而，现有光转化发光二极管(LED)普遍存在发光不连续、显色指数低、近红外输出弱等问题，难以兼顾高效、稳定发光与器件集成，制约了超宽带光源的发展。如何高效整合多通道发光中心、精准调控激子能量转移并降低能量损失，成为该领域亟需突破的重要科学问题。

　　针对上述挑战，课题组提出了基于多激子能量转移路径定向调控的新策略，采用Sb³?/稀土离子共掺杂的空位有序Cs?HfCl?纳米晶体系，通过系统优化掺杂浓度、激发波长与稀土离子种类，实现了高效的可见-近红外超宽光谱发光。研究揭示，Sb³?离子在该体系中诱导形成单重态与三重态多激子发光中心，并与稀土离子之间建立高效能量转移通道，拓展了发光波段并提升了发光效率。基于该材料开发的单组分LED展现出波长覆盖至1200 nm的连续发光，显色指数超过97，同时表现出良好的器件稳定性。结合实验与第一性原理计算，该研究深入揭示了多激子-稀土离子协同能量调控的电子结构与发光机制，为开发新一代高性能超宽带固态光源提供了理论支撑与材料基础，并在医疗照明、双模夜视成像、精准色彩显示、高端艺术照明等领域展现出重要应用潜力。

　　该项研究为课题组在超宽带光源领域的阶段性进展，相关激子动力学调控、能量转移精细控制、材料集成与高性能器件开发等关键问题仍有待深入攻关，课题组将围绕上述方向持续系统推进。该工作得到了国家自然科学基金(22305089)以及广东省基础与应用基础研究基金(2025A1515011642)的资助。我校为该项工作的第一完成单位及通讯单位，化学与化工学院2022级博士生辛玉香为该论文的第一作者，张卓磊教授为论文唯一通讯作者。

关键词：超宽带光源

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