发光二极管（LED）的微型化对于超高分辨率显示至关重要。金属卤化物钙钛矿材料具有高效的光发射、长距离载流子输运和可扩展的制造工艺，适用于明亮的微型LED（micro-LED）显示。然而，具有不均匀光发射空间分布和在光刻过程中表面不稳定的薄膜钙钛矿材料与微型LED设备不兼容。为了实现微型LED，要求使用连续的单晶钙钛矿薄膜，消除晶粒边界，具备稳定的表面和光学均匀性，但其生长和器件集成仍然面临挑战。
在这里，中国科学技术大学Jiangang Feng、吉林大学邱宇辰和中科院吴雨辰等人实现了钙钛矿薄膜的远程外延生长，使其能够无缝集成到像素尺寸小至4微米的微型LED中。通过引入亚纳米级石墨烯中间层，实现了远程外延生长，并转移了应变得到放松的钙钛矿材料。这些微型LED显示出16.7%的高电致发光效率和4.0×10⁵ cd/m²的高亮度。这种高性能源于外延钙钛矿材料中抑制的缺陷、有效的载流子输运、高晶体质量、放松应变和数百纳米的厚度。自支撑钙钛矿材料可以与商业电子平台集成，实现每个像素的独立和动态控制，从而促进静态图像和视频显示。
通过这些研究成果，我们展望在芯片上的钙钛矿光子源，如超紧凑激光器和超快速LED。
Yuan, M., Feng, J., Li, H. et al. Remote epitaxial crystalline perovskites for ultrahigh-resolution micro-LED displays. Nat. Nanotechnol. (2025).
https://doi.org/10.1038/s41565-024-01841-9
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