《Advanced Materials》刊發我院張卓磊教授課題組在超寬帶光源領域重要進展
5月15日，華中科技大學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”的論文發表在國際著名期刊《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。
論文信息：
Y. Xin, J. Wang, X. Gao, Y. Yang, J. Zhang, J. Tang, Z. Zhang, Ultrabroadband (Vis-NIR) Emission in Single-Component Perovskite LEDs via Tailored Multi-Exciton Energy Transfer Pathways. Adv. Mater. 2025, 2501658. https://doi.org/10.1002/adma.202501658
