近日，物理与光电工程学院微纳激光与传感器课题组在国际顶级综合期刊《Science Advances》（Science旗下主要子刊，美国科学促进会AAAS旗舰子刊）上发表题为 “Photoinduced anion exchange for spatially patterned perovskite ASE: Enabling full-color pixelated lasing displays”的研究论文，青年教师李帅錡博士为第一作者，硕士研究生贺燕为共同第一作者，张丁可教授为通讯作者，91吃瓜网 为第一单位。

全彩像素化激光显示是下一代增强AR/VR显示、可穿戴设备及光通信领域的核心技术，而如何在微纳尺度上实现高精度的发光波长空间调控，是当前平板激光显示走向实用化的关键瓶颈。金属卤化物钙钛矿由于具有高光致发光量子产率、宽可调带隙等优异的光电性能,已成为新一代显示技术的核心候选。钙钛矿激光器件由于传统阴离子交换技术虽能实现波长调谐，但缺乏对交换过程的时空精准调控，难以满足高分辨率像素化显示的严苛要求。

本研究创新性提出“光诱导气固阴离子交换（photoinduced vapor-solid anion exchange (PVAE)）”策略，通过光照波长与强度的精确调控，首次实现了CsPbX3钙钛矿薄膜中放大自发辐射(ASE)的时间线性可调与空间图案化双重控制。在紫外光诱导下，ASE峰值可在470 nm至710 nm全彩光谱范围内实现连续线性调控。文章详细研究了PVAE过程的ASE调控的机理：光诱导条件下，光生载流子促进Pb-X键解离，并驱动阴离子交换，DFT计算证实Cl⁻取代Br⁻的热力学形成能低至−3.16 eV，而逆过程则为+ 2.89 eV，从能量层面解释了交换的单向性与可控性。结合光掩模技术，该方法进一步实现了微米级空间分辨率的多色ASE图案化制备: 像素化显示阵列在15 mm×15 mm有效面积内实现了254 PPI的像素密度，为高分辨率平板激光显示奠定了核心技术基础。

该研究建立了光诱导精准调控激光发射的全新技术路径，为高分辨率像素化激光显示、可编程动态激光防伪标签等前沿光子应用提供了核心解决方案，也为钙钛矿光电器件的后合成精准修饰开辟了新思路。

光诱导气固阴离子交换过程及其多功能应用示意图及高分辨全色激光显示工艺

文章信息： DOI: 10.1126/sciadv.aef5186  //www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aef5186

一审一校：李帅錡 二审二校：黄雅婷 三审三校：杨云