国产福利

国产福利 光电功能材料器件与物理研究团队卢俊峰副研究员、姚秋石副研究员与北京航空航天大学潘曹峰教授合作，基于对CsPbClxBr3-x合金微米线中阴离子占据位置与光学增益关系的深入理解，利用高温退火驱动的晶格重构策略将卤素离子从不稳定的间隙位移回规则晶格点位，成功大幅消除了非辐射复合中心，实现了光致发光强度 2-3个数量级的增强以及低阈值（降幅80%以上）的高性能激光输出。相关成果以“Anion-position-driven photoluminescence enhancement enables low-threshold lasing in CsPbClxBr3-xmicrowires”为题在线发表在材料期刊《Advanced Functional Materials》上。硕士研究生程大海为该工作第一作者，卢俊峰副研究员、姚秋石副研究员、北京航空航天大学潘曹峰教授为共同通讯作者。

低阈值微纳激光器在集成光子学和下一代通信技术中具有核心地位，其中全无机钙钛矿合金微米线因其卓越的载流子传输特性和宽带隙可调性，成为构建高性能微激光器的理想材料。然而，在通过阴离子交换技术调节发光波长的过程中，往往会不可避免地引入大量点缺陷与卤素空位，形成非辐射复合中心，严重削弱了材料的发光效率并显著推高了激射阈值。本工作针对这一瓶颈，使用一种阴离子位置驱动的晶格重构的方法优化CsPbClxBr3-x激光器性能。钙钛矿微米线具有天然的矩形横截面能够形成高品质因子的回音壁模式（WGM）微腔，对光场产生高度局域化限制。在此基础上，研究团队利用高温退火工艺驱动阴离子从不稳定的间隙位回归至热力学稳态的晶格位，并结合第一性原理计算模拟了这种原子级晶体重构对体系能带结构的影响。通过协同耦合内在晶格重构效应、高效缺陷钝化机制及微腔增强效应，该方案成功实现了光致发光强度2-3个数量级的爆发式增长。实验结果表明，经过优化的合金微米线实现了低至11.8 μJ/cm2的低激光阈值，相较于退火前降低了80%以上，且品质因子高达1564。这一突破不仅为钙钛矿合金材料的本质性能优化提供了新路径，也为开发高效率、低功耗的微纳激光器及其在未来光子集成芯片中的应用奠定了坚实基础。

本研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中央高校基本科研业务费等项目的支持。

论文链接//doi.org/10.1002/adfm.202530189