我院兰胜教授课题组在《Laser & Photonics Reviews》上发表重要研究成果

近日，我院兰胜教授课题组在钙钛矿/金属纳米复合结构光子器件的研究中取得重要进展，研究成果以“Optically-Controlled Quantum Size Effect in a Hybrid Nanocavity Composed of a Perovskite Nnaoparticle and a Thin Gold Film”为题发表在国际光学权威期刊《Laser & Photonics Reviews》（影响因子：10.655）上。我院博士研究生李树磊为第一作者，袁茂辉博士为共同第一作者，兰胜教授为通讯作者，我校为第一完成单位。

金属卤化钙钛矿因具有可调的带隙能量、较强的非线性效应、以及很高的量子产率等物理特性，在新型光电器件制备中具有非常广阔的应用前景，例如显示、微型激光器、光探测器、以及超表面等。然而钙钛矿在光照下通常不稳定，导致离子偏析、分解和相变，对器件性能产生不利影响。近年来已成功合成了不同特征尺寸的CsPbBr₃薄膜和粒子，大部分研究集中在具有量子尺寸效应的量子点和支持回音壁模式的微米级颗粒上。相比之下，人们对直径在50 ~ 500 nm范围内的CsPbBr₃纳米颗粒研究较少，而这个尺寸的颗粒在可见光到近红外光谱范围内足以支持米氏共振模式。

最近，兰胜教授课题组提出了一种实现钙钛矿双波长稳定发射的光控量子尺寸效应。通过化学气相沉积法在金膜衬底上合成直径为400nm左右、由量子点组成的多晶CsPbBr₃纳米颗粒，形成CsPbBr₃纳米粒子和金属薄膜组成的杂化纳米腔，并在两者间隙之间获得了强局域电场。利用激光诱导退火在纳米腔中建立一个空间局域温度分布，在低重复频率飞秒激光脉冲的激发下发射~488 nm荧光。通过增加激光功率，使量子点尺寸增大，形成小单晶颗/粒，消除量子尺寸效应，使发射波长转移到~515 nm，实现CsPbBr₃纳米粒子由多晶向单晶相变，并且在低激光阈值时这种相变是可逆且可控的。通过控制激发光功率，这种杂化纳米腔可以实现双波长发射并且可以获得四种可控光学态。通过对杂化纳米腔静态和瞬态温度分布的模拟，揭示了该现象内在的物理机制。这一独特性质使用于光信号处理的纳米级光源成为可能，也为基于钙钛矿纳米粒子和等离子体纳米结构新型光子器件的设计开辟了新途径。

兰胜教授课题组特别注重培养有科研潜质的研究生，这是近年来该课题组研究生第5次在《Laser & Photonics Reviews》上发表学术论文，前面4次分别是硕士研究生李锦祥（目前在英国南安普敦大学攻读博士学位）、硕士研究生邓富（目前在香港科技大学攻读博士学位）、以及博士研究生向进（2篇，目前在美国威斯康星大学做博士后）。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.202000480 

拟稿/杨爽  复审/谢子娟 终审/王岩