研究背景
对半导体发光光谱的精确调控，是先进显示、光通信、生物医学成像、光遗传学和量子光源等前沿领域的重要技术支撑。当前，实现兼具窄光谱线宽、宽光谱可调范围和高器件效率的发光二极管（LED）器件，已成为业界迫切需求。
III-V族半导体（如氮化镓及其合金材料）可通过组分调控实现从紫外到红外的宽光谱覆盖，然而其LED器件的半峰宽通常超过150 meV。硫族化物量子点可借助量子尺寸效应实现发光波长调控，但相应量子点LED的半峰宽一般也在100 meV以上。有机半导体可通过调节π共轭长度或给体-受体结构实现光谱调控，但其LED常存在不对称发射谱、长波长拖尾以及超过100 meV的宽半峰宽等问题。因此，如何在保证宽光谱可调性和高效率的同时实现超窄光谱线宽发射，是下一代高色纯发光技术亟需突破的关键难题。
文章概述
针对上述挑战，我院毛建老师联合剑桥大学Samuel Stranks教授团队，提出了一种界面调控蒸汽结晶策略，实现了对溶液法制备卤化物钙钛矿薄膜光谱线宽的精确调控。研究发现，选用与钙钛矿前驱体分子相互作用弱的底层材料，例如聚（9-乙烯基咔唑），可在二甲基甲酰胺蒸汽辅助下，有效促进离子的平滑扩散与均匀结晶。该过程显著提升了钙钛矿薄膜在横向和纵向上的结构同质性，使其非均匀展宽降低至可与钙钛矿单晶相媲美的水平。基于这一策略，研究团队制备的钙钛矿薄膜在464 nm、474 nm、483 nm和522 nm发射波长下，分别实现了13.6 nm（78 meV）、13.7 nm（76 meV）、13.8 nm（73 meV）和14.4 nm（66 meV）的超窄光致发光线宽。进一步地，研究团队成功研制出电致发光线宽仅14.7 nm的天蓝光钙钛矿发光二极管，峰值外量子效率达到24.6%。更重要的是，该策略在纯蓝至纯绿光谱范围内均可实现相近的窄线宽和优异器件性能，为薄膜发光二极管同时实现窄光谱线宽、宽光谱可调性和高效率提供了一种实用且可扩展的解决方案。
相关研究成果以“Interface-regulated vapour crystallization for ultrapure perovskite LEDs”为题发表于《Nature Synthesis》。毛建老师为该论文第一作者兼通讯作者，Samuel Stranks教授为共同通讯作者。该研究工作得到褚君浩院士、王建禄教授等的悉心指导，并得到未来信息创新学院、光电研究院、光伏科学与技术全国重点实验室、国家自然科学基金等科研平台和基金项目的大力支持。
文章连接：https://www.nature.com/articles/s44160-026-01100-w
