【儀表網 研發快訊】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展，同時覆蓋可見(Vis)到近紅外(NIR)波段的超寬帶高質量光源成為多領域技術升級的關鍵。然而，現有光轉化發光二極管(LED)普遍存在發光不連續、顯色指數低、近紅外輸出弱等問題，難以兼顧高效、穩定發光與器件集成，制約了超寬帶光源的發展。如何高效整合多通道發光中心、精準調控激子能量轉移并降低能量損失，成為該領域亟需突破的重要科學問題。
針對上述挑戰，課題組提出了基于多激子能量轉移路徑定向調控的新策略，采用Sb³?/稀土離子共摻雜的空位有序Cs?HfCl?納米晶體系，通過系統優化摻雜濃度、激發波長與稀土離子種類，實現了高效的可見-近紅外超寬光譜發光。研究揭示，Sb³?離子在該體系中誘導形成單重態與三重態多激子發光中心，并與稀土離子之間建立高效能量轉移通道，拓展了發光波段并提升了發光效率。基于該材料開發的單組分LED展現出波長覆蓋至1200 nm的連續發光，顯色指數超過97，同時表現出良好的器件穩定性。結合實驗與第一性原理計算，該研究深入揭示了多激子-稀土離子協同能量調控的電子結構與發光機制，為開發新一代高性能超寬帶固態光源提供了理論支撐與材料基礎，并在醫療照明、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，相關激子動力學調控、能量轉移精細控制、材料集成與高性能器件開發等關鍵問題仍有待深入攻關，課題組將圍繞上述方向持續系統推進。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。
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