钙钛矿发光材料以其高色纯度和荧光量子产率受到研究者的广泛关注。从光致发光应用来看，其可用于高性能液晶显示器被动显示技术。目前发展较为广泛的是钙钛矿量子点技术，量子点结构带来的高荧光量子效率使其率先走向了商业化道路。然而，钙钛矿量子点的制备成本仍然无法忽视，这也是制约其进一步发展的重要因素之一。而钙钛矿多晶薄膜的简易化制备方式恰好能发挥钙钛矿高性能显色优势的同时降低制备成本。因此采用低成本制备高性能钙钛矿光致发光薄膜对促进钙钛矿发光材料的应用显得至关重要。
武汉大学方国家教授、柯维俊教授在《Science Bulletin》期刊上发表了题为：“A generic lanthanum doping strategy enabling efficient lead halide perovskite luminescence for backlights”的文章（DOI: https://doi.org/10.1016/j.scib.2023.04.023）。该课题组在FA0.7Cs0.3PbBr3前驱液中引入了溴化镧，能够起到抑制材料缺陷的同时形成一种(FA, Cs)2LaBr5化合物。这种多能级结构的物质起到了类似能量漏斗的作用，因此在高能量光子激发下促使能量传递到钙钛矿发光主体中从而大大增强了钙钛矿多晶薄膜的荧光量子产率。因此实现了最大荧光量子产率99.5%的可满足Rec.2020显示标准的纯绿光发射的钙钛矿多晶薄膜，发光性能达到甚至超过传统钙钛矿量子点。镧离子的引入还大大增加了薄膜中离子迁移活化能和可迁移离子形成能，由此实现了接近三年的存储稳定性以及400小时的封装光照稳定性。同时，得益于镧离子构建的多能级物质，镧掺杂策略对整个可见光波段发射的钙钛矿发光材料都具有发光增强的效应。
这项工作揭示了镧离子辅助钙钛矿发光增强的载流子输运机制，制备了高色纯度、高荧光量子效率以及高稳定性的纯绿光钙钛矿发光薄膜，为解析发光薄膜的能量传输机制和其显示应用打下了基础。
论文第一作者为武汉大学物理科学与技术学院博士生刘永杰，论文通讯作者为武汉大学方国家教授、柯维俊教授。武汉大学为论文第一完成单位，该研究得到国家科技计划、国家自然科学基金的资助支持。