实验室马东阁教授&陈江山研究员团队：高效且光谱稳定的蓝色准2D 钙钛矿发光二极管

该论文聚焦于提高蓝色准二维钙钛矿的电致发光效率和光谱稳定性。钙钛矿材料在发光二极管领域（PeLEDs）具有巨大潜力，但蓝色PeLEDs的性能仍落后于红色和绿色PeLEDs。因此，该研究旨在通过一种有效的策略—间隔阳离子工程，来构建具有高效蓝色发射的混合卤素准二维钙钛矿。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的马东阁教授&陈江山研究员课题组利用间隔阳离子工程策略，实现高效和光谱稳定的电致发光，有望拓展钙钛矿发光二极管领域的应用。

本研究首先引入胍离子（GA+）作为路易斯碱，其亚胺基团上的氮原子（通过静电势分析证实具有显著负电势）与不饱和铅原子形成有效配位，显著减少了卤素空位等离子缺陷，成功实现了缺陷钝化，降低了陷阱辅助的非辐射复合损失。其次，创新性地采用双间隔阳离子策略调控相分布。研究发现，准二维钙钛矿薄膜中混合n相的形成与有机间隔阳离子在前驱体溶液中的分散状态密切相关。X射线衍射（XRD）结构分析表明，引入“自由”GA+间隔阳离子会促进低n相的形成，而通过优化双阳离子组合，我们有效减少了低n相的比例，实现了理想的相分布调控。随后，通过分子动力学表征揭示了不同准二维相之间的能量传递，发现采用阳离子调控的薄膜实现了更快的能量传递。最后，成功制备了具有高效蓝色发射特性的准二维钙钛矿薄膜，其光致发光量子产率（PLQY）高达91.5%，基于该薄膜的钙钛矿发光二极管实现了21.1%的外量子效率。器件表现出优异的光谱稳定性，电致发光发射中心位于489nm，且具有仅19nm的窄半高宽。这项工作从分子相互作用、相分布调控到晶体相间传递三个层面，为准二维钙钛矿光电器件的性能提升提供了系统解决方案。

相关研究成果以“SpacerCation Engineering Enables Blue Quasi-2D Perovskites to Achieve HighlyEfficient and Spectrally Stable Electroluminescence”为题发表在Small上，其中通讯作者为马东阁教授，陈江山研究员，王磊教授，邢贵川教授，第一作者为余不凡博士生。该研究工作得到了国家重点研发计划（2022YFE0206000）， 国家自然科学基金（U2001219,51973064），广东省基础与应用基础研究基金（2023B1515040003, 2019A1515012142, 2024A1515010262）， 广东省自然科学基金（2023B1212060003）, 湖北省自然科学基金 （2023AFA034）,武汉光电国家实验室开放项目（NO. 2021WNLOKF014） , 以及华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室（Skllmd-2023-05）等科研项目的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202501333