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北京大學物理學院現代光學研究所、介觀物理國家重點實驗室肖立新教授課題組與合作者通過利用雙功能配體，有效分離晶體的生長與成核過程，原位可控制備了均相鈣鈦礦納米晶薄膜，并由此制成高性能的鈣鈦礦發光二極管。
2023年6月14日，相關研究成果以"分離晶體生長與成核過程實現原位可控制備高效發光鈣鈦礦納米晶"（Separating Crystal Growth from Nucleation Enables the in-situ-controllable Synthesis of Nanocrystals for Efficient Perovskite Light-emitting Diodes）為題發表于《先進材料》（Advanced Materials）上。
鹵化物鈣鈦礦在太陽能電池、光電探測器、激光器和發光二極管等領域具有潛在的應用價值，它結合了多種優異的光電性能：可調節的帶隙、較長的載流子擴散距離和低成本的溶液制備方法等。
目前鈣鈦礦納米晶大部分采用溶液相中預合成膠體納米晶的方法，雖然有效控制了納米晶的尺寸和均勻性，但為了防止納米晶的聚集，使用了大量的長鏈配體（如油胺和油酸，導電性差），從而限制其在電致發光器件的應用。而通過傳統的原位制備方法所形成的納米晶，其性能較預合成的納米晶有較大的差距，原因是鈣鈦礦結晶過程過快而不容易得到均勻生長的納米晶（圖一）。
針對這一難題，研究團隊通過研究配體結構對于原位結晶過程的影響，開創性地引入了一種雙功能的配體Br-NH3+(CH2)4COOH （δ‐AVA?HBr），實現對鈣鈦礦結晶過程中晶體生長與結晶成核過程的分離調控，成功制備了具有6.8 ± 1.6納米的量子限域尺寸的鈣鈦礦納米晶均相薄膜（圖二）。
此外，結合表面配體鈍化策略，得到具有接近100%發光量子產率的鈣鈦礦納米晶薄膜。最終，實現了電流效率達109cd A-1（對應外量子效率24.2%）的高穩定性綠光鈣鈦礦發光二極管，超過了常規膠體納米晶發光器件的性能，展示了在光電子領域的潛在應用價值。
發表成果中，北京大學物理學院現代光學研究所博士研究生俞文錦為第一作者，加拿大多倫多大學魏明楊、吉林大學張立軍教授、上海大學廖英杰副研究員及肖立新為共同通訊作者，合作者還包括北京大學物理學院、材料科學與工程學院、化學與分子工程學院及合作單位的多位研究人員。研究工作得到了國家科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、國家重點實驗室以及北京大學長三角光電科學研究院等經費支持。
