卤化物钙钛矿材料在广泛的光电应用中表现卓越，当前亟需开发基于钙钛矿的集成光电器件。然而，钙钛矿薄膜与湿法光刻工艺的不兼容性所导致的限制，严重阻碍了其在诸多重要应用领域的潜力，包括超高密度显示器、高分辨率图像传感器、高密度忆阻器以及集成光子电路。为攻克这一瓶颈问题，研究团队开发了钙钛矿量子线的自对准紧密间距升华生长技术，成功制备出特征尺寸为0.18微米的钙钛矿图案，同时实现了每英寸63,500像素的像素密度——这是目前钙钛矿材料报道中的最高值。该工作展示了钙钛矿量子线与色彩转换薄膜的像素化集成方案，解决了全彩色微显示器的需求。此外，研究团队还在曲面基底上验证了这些薄膜的性能，为近眼微显示器的发展提供了可能。该工作展示的工艺同样适用于其他钙钛矿器件，如高分辨率显示器、图像传感和忆阻器阵列。
复旦大学张千鹏青年副研究员、吕华良青年研究员、莫晓亮副教授、香港科技大学范智勇讲席教授为论文的共同通讯作者。论文一作为复旦张千鹏、港科大孙筱菲、复旦陈冠宇。
论文原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu3840
图1. 钙钛矿量子线的自对准约束空间合成生长机制及不同像素化工艺流程。(A)自对准约束空间合成方法机理示意图。图案化阳极氧化膜(PAM)可实现特定区域的自对准生长。(B)采用光刻与反应离子刻蚀(RIE)的像素化工艺流程示意图。(C)采用电子束光刻(EBL)实现超高分辨率的像素化工艺流程示意图。图中将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层抬起以显示PAM中的量子线(QWRs)，但实验过程中未必需要去除该层。(D)非平面(如半球形)基底上钙钛矿(PRK)量子线生长工艺流程示意图。量子线既可在凸面侧生长(方案1)，也可在凹面侧生长(方案2)。
