近日，365英国上市官网在线微納光學團隊在國際光學權威期刊《Laser & Photonics Reviews》上發表了題為《Scalable Open-Air Synthesis of Mg2+-Doped Lead-Free Cs3Cu2Cl5 Nanocrystals for High-Performance Green LEDs》的學術文章（Laser Photonics Rev 2025, 2500430），成功開發出基于鎂離子摻雜Cs3Cu2Cl5納米晶塗層的色轉換綠光LED器件。365英国上市官网在线研究生唐陽、揚州大學物理科學與技術學院研究生謝晴宇、365英国上市官网在线物理學基地班本科生張軒銘為論文共同第一作者，通訊作者為365英国上市官网在线鄢冬冬講師和葉巍翔教授，365英国上市官网在线為論文第一單位。
銅基鹵化物半導體Cs3Cu2Cl5納米晶因其本征缺陷容忍性高、自限域激子發光、大Stokes位移等獨特光電特性，在LED領域受到廣泛關注。然而，傳統制備工藝需惰性氣體保護，且材料對水氧敏感、熱穩定性差等問題嚴重制約其實際應用。研究如何在開放環境中實現材料穩定合成并同步提升發光效率具有重要的産業意義。本工作中，研究團隊創新性提出“鎂離子晶格摻雜”策略，首次在開放空氣環境中實現Cs3Cu2Cl5納米晶的規模化合成。該納米晶不僅實現59.3%的光緻發光量子産率，其水、熱穩定性也獲得顯著提升。研究團隊結合态密度計算與分子動力學模拟，從原子尺度揭示了鎂摻雜誘導的帶隙窄化效應與晶格錨定協同作用機制。這種雙效機制通過穩定晶格結構、減少表面缺陷、延長熒光壽命，顯著增強了自限域激子發光效率。基于此技術構建的綠光LED器件展現出卓越發光性能：在UV LED芯片驅動下，器件亮度高達17281 cd/m²，色坐标穩定維持在（0.354, 0.518）。該成果不僅驗證了開放環境制備高性能銅基鹵化物半導體Cs3Cu2Cl5納米晶的可行性，更為開發低成本、環境友好的固态照明器件提供了創新技術路徑。
圖 1. 基于Mg2+摻雜後的Cs3Cu2Cl5納米晶制備綠光LED的器件表現。
該項工作得到了國家自然科學基金(62105229, 62475062）、海南省自然科學基金（124RC439, 125MS001, 124YXQN412, 122RC538）等資金資助。
《Laser & Photonics Reviews》是Wiley出版社旗下的高水平國際學術期刊，主要刊發光子學、激光物理、光學超構表面、非線性光學、納米光子學等，覆蓋理論與實驗研究，尤其關注前沿突破與應用，在物理學和光學領域具有重要影響力。該期刊為中科院分區一區Top期刊，五年影響因子11.1。
論文鍊接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202500430
