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近红外发光和探测器件在夜视、医疗、通讯等方面有众多应用。甲脒铅基卤化物钙钛矿被认为是最有前途的近红外发光二极管器件之一。然而，它们的性能仍然受到缺陷导致的非辐射复合和器件中带阶势垒引起的低效载流子输运的影响。因此理解器件中的载流子输运机制并针对性地缩小带阶对提升器件的性能显得至关重要。 武汉大学方国家教授、柯维俊教授，南京工业大学王建浦教授近日在《nature communications》期刊上发表了题为：“Synergistic passivation and stepped-dimensional perovskite analogs enable high-efficiency near-infrared light-emitting diodes”的文章（DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-35218-0）。该研究团队在FAPbI3前驱液中引入了一系列镉盐，特别以醋酸镉为代表的添加剂，能够起到协同钝化材料缺陷的同时形成并优化器件能带结构。形成了一种镉基零维类钙钛矿FA2CdI4（https://www.ccdc.cam.ac.uk/structures/Search?Ccdcid=2219290&DatabaseToSearch=Published）。这种零维结构的类钙钛矿物质和一维δ-FAPbI3、二维FA2FAn-1PbnI3n+1以及三维α-FAPbI3的钙钛矿类似物可以在一锅中获得，其梯度排列并起到了类似传递载流子的阶梯型能量漏斗作用，对能量转移中起着关键和积极的作用。因此基于FAPbI3的近红外LED器件获得了24.1%的外量子效率，同时大大提高了工作稳定性。此外，结合在缺陷钝化和能量转移方面的发现，还实现了与发光和前所未有的自驱动探测孪生器件的近红外光通信。 本文要点： 1) 醋酸镉协同钝化钙钛矿缺陷 2) 过量甲脒条件下生成包含零维、一维、二维和三维体系的多维度钙钛矿及其类似物 3) 梯度维度钙钛矿加速能量传输 4) 单一器件发光与探测多功能集成化 这项工作不仅揭示了甲脒铅基卤化物钙钛矿体系中多维度钙钛矿的存在，而且发现了一种镉基新型零维类钙钛矿结构，为解析发光器件的能量传输机制和应用方向打下了基础。   论文共同第一作者为武汉大学物理科学与技术学院博士生刘永杰和陶晨研究员，论文通讯作者为武汉大学方国家教授、柯维俊教授和南京工业大学王建浦教授。武汉大学为论文第一完成单位。该研究得到国家科技部、国家自然科学基金委、湖北省科技厅和武汉大学-内地与香港合作研究平台种子基金等科技/合作项目的支持。