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第一作者：Lei Li，Haoming Yan
通讯作者：Xiaoyu Yang，王新强，朱瑞
通讯单位：北京大学
论文链接：
https://doi.org/10.1002/adma.202409201
摘要
本研究提出了一种钙钛矿微光电子器件的新型制备方法——接触扩散光刻技术（Contact Diffusion Lithography, CDL），用于实现钙钛矿材料的横向相异质结（Lateral Phase Heterojunction, LPH）多晶薄膜。该技术通过离子驱动的局部相变，实现了δ相到α相的转变，构建了能级漏斗，促进了载流子的利用和辐射复合。基于这种亮且稳定的LPH模式层，研究者们成功制备了近红外微尺度钙钛矿发光二极管（micro-PeLED），展现了优异的器件性能。这项工作不仅丰富了钙钛矿异质结家族，还为微光电子学和光子学开辟了新的光电处理平台。
研究成果
北京大学Xiaoyu Yang&王新强&朱瑞在《Advanced Materials》上发表了题为“Lateral Phase Heterojunction for Perovskite Microoptoelectronics”的论文，研究团队通过接触扩散光刻技术成功制备了钙钛矿LPH多晶薄膜，并基于此薄膜制造了近红外微尺度钙钛矿发光二极管（micro-PeLED）。这些micro-PeLED器件展现了高达7.64%的外部量子效率（EQE），在基于多晶钙钛矿发光层的微尺度器件中表现出色。
论文亮点
1.新型制备技术：提出了接触扩散光刻技术（CDL），这是一种新颖的钙钛矿材料图案化方法，能够实现高精度的横向相异质结结构。
2.载流子利用和辐射复合：通过构建能级漏斗，促进了载流子的有效利用和辐射复合，提高了器件性能。
3.高效率micro-PeLED：基于LPH薄膜的micro-PeLED展现了高达7.64%的外部量子效率，是微尺度钙钛矿发光器件的一个重要突破。
4.光电处理平台：该技术为钙钛矿在微光电子学和光子学领域的应用提供了新的平台，有望推动相关技术的发展。
图文导读
图1. 相变模拟。
图2. 形态特性。
图3. 结构、化学和荧光特性。
图4. Micro-PeLED配置和性能。
结论
本研究通过接触扩散光刻技术成功制备了钙钛矿LPH多晶薄膜，并基于此薄膜制造了高性能的近红外微尺度钙钛矿发光二极管（micro-PeLED）。这项工作不仅展示了钙钛矿材料在微光电子领域的应用潜力，还为未来钙钛矿基光电器件的制备提供了新的思路和方法。
作者简介
王新强，北京大学物理学院教授、人工微结构和介观物理国家重点实验室副主任、北京大学学科建设办公室主任、北京大学东莞光电研究院院长，Elsevier出版社Superlattices and Microstructures编辑和Wiley出版社Physica Status Solidi系列编委，“挑战计划”院外首席科学家。主要开展第三代半导体材料、物理及器件研究，探索其产业化方案：实现了功率密度超过 2.2 W 的电子束泵浦紫外光源器件；自主研发了高功率密度的深紫外集成光源模组，成功验证了该光源对新型冠状病毒的“秒杀”效果；设计并实现了一种可室温工作的蓝宝石衬底上GaN基共振隧穿二极管；开发出晶圆级二维材料h-BN制备技术，掌握了具有自主知识产权的新型氮化物单晶衬底制备技术。
朱瑞，北京大学物理学院现代光学研究所，教授，博士生导师，入选北京大学“博雅青年学者”，获国家基金委“优青”资助（2017年），北京市杰出青年科学基金资助（2021年），国家自然科学基金委杰出青年基金资助（2023年）。1999-2003年，本科毕业于南京大学；2003-2007年，博士毕业于复旦大学，期间在中国科学院长春应用化学研究所接受科研训练（2005年6月）、在华南理工大学材料学院接受联合培养（2005-2007年）；2007-2009年，于新加坡国立大学从事博士后研究；2009-2012年，于美国加州大学洛杉矶分校从事博士后研究；自2013年起，加入北京大学物理学院现代光学研究所，任研究员（预聘）；2017年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金项目资助；2019年8月，晋升为终身制长聘研究员；2021年获北京市杰出青年科学基金资助；2023年获国家自然科学基金委杰出青年科学基金资助；2024年2月，晋升为教授。
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