南开大学科研团队在钙钛矿超高清显示技术领域取得了突破性进展，这一创新成果近日在国际顶级期刊《自然》上发表。该研究由南开大学化学学院教授袁明鉴、中国科学院院士陈军及研究员章炜共同领衔，联合国内外多家机构共同完成。
针对钙钛矿超高清显示技术中纯红光CsPbI3钙钛矿量子点材料相稳定性差这一难题，科研团队提出了创新的“外延异质结界面应力操控”策略。通过这一策略，团队首次利用全溶液法实现了钙钛矿范德华外延异质结的大面积原位可控制备，成功突破了材料稳定性与器件性能的双重瓶颈。
钙钛矿材料因其荧光量子产率高、色纯度高、色域广等特性，被视为下一代超高清显示技术的理想选择。然而，纯红光钙钛矿LED长期受到材料稳定性差的困扰，特别是CsPbI3钙钛矿量子点，其本征相稳定性较差，室温下易发生相转变，转化为非光学活性相。科研团队通过深入研究，发现了通过晶格应力操控实现钙钛矿局部晶格扭曲，可以显著增强亚稳态钙钛矿材料的相稳定性。
基于这一发现，团队利用配体分子结构设计调控，创新性地报道了一种全溶液法原位制备钙钛矿范德华外延异质结的新策略。通过结合先进的球差校正透射电镜表征与密度泛函理论研究，团队首次揭示了钙钛矿外延异质结构界面应力对钙钛矿量子点晶格结构的调控机制。这一发现为提升钙钛矿量子点相稳定性提供了全新的思路。
实验结果表明，界面应力诱导的晶格扭曲有效抑制了CsPbI3钙钛矿量子点的相转变过程，显著提升了材料的稳定性。基于这一技术，团队成功研发出了兼具世界一流性能和稳定性的纯红光钙钛矿LED，解决了长期以来困扰该领域的瓶颈问题。这一创新成果为下一代超高清显示技术的发展提供了关键的技术支撑。
该研究汇聚了化学、材料、物理、半导体器件等多学科力量，发展了透射电镜结构表征的先进技术，实现了钙钛矿范德华外延异质结的新物质创造。这一突破不仅攻克了纯红光钙钛矿LED核心材料稳定性难题，还有望进一步推动超高清显示产业的技术革新。
南开大学作为该论文的第一完成单位和唯一通讯单位，展现了其在高性能半导体光电转换材料及器件研究领域的深厚底蕴和创新能力。团队成员包括博士研究生韦科妤、周峒和特聘研究员姜源植，他们共同参与了论文的撰写和实验工作。袁明鉴教授、陈军院士和章炜研究员作为通讯作者，分别负责了材料与器件的整体设计、分子结构设计与表征平台建设以及透射电镜表征工作。
该研究还得到了北京师范大学、香港大学、洛桑联邦理工学院、沙特国王大学等多家国内外机构的支持与协作，共同推动了这一领域的前沿研究。
