近日，物理与光电工程学院物理学系侯林涛研究员指导的硕士生苏晨辉、巫思淇以及博士生方树言以共同第一作者在《Applied Physics Letters》（物理学TOP期刊）发表以“Selenium-containing amino acid passivated deep-red perovskite quantum dot light-emitting diodes”为题的研究成果。侯林涛研究员为论文通讯作者。

钙钛矿量子点作为一种新型半导体纳米晶材料，因其优异的光学特性（如超高光致发光量子产率和窄光谱半峰宽）、高载流子迁移率，以及低成本、易合成的特点，在显示、照明和生物成像等领域展现出巨大应用潜力，近年来已成为光电材料研究的热点。然而，基于CsPb(Br/I)₃的钙钛矿量子点发光二极管在性能优化过程中，往往面临发光效率与光谱稳定性难以兼顾的问题，这主要归因于Pb²⁺缺陷导致的非辐射复合损耗、卤化物相分离以及自掺杂效应。

本研究提出了一种绿色环保的配体交换策略，采用短链配体L-硒甲基硒代半胱氨酸（L-SeMSC，作为人体第21种必需氨基酸的衍生物，广泛存在于大蒜、洋葱等植物及富硒酵母中）替代高阻长链油酸盐与油胺配体，显著提升了钙钛矿量子点的发光性能。理论计算与实验结果表明，与含硫氨基酸相比，电负性较低的含硒L-SeMSC中羧基的氧孤对电子能与CsPb(Br/I)₃量子点表面的Pb²⁺缺陷形成稳定配位，有效降低了非辐射复合损耗。此外，带正电荷的铵基可显著抑制卤素离子迁移，缓解卤化物相分离现象，从而同步提高了薄膜的光致发光量子产率、热稳定性和空气稳定性。器件性能测试显示，基于该策略制备的目标器件在654 nm波长处实现了2222.4 cd/m²的最大亮度，外量子效率达到17.18%。与传统配体对照器件相比，亮度提升了3倍以上，外量子效率提高了近一倍，且光谱稳定性显著增强。

本研究揭示了配位能力更强的含硒氨基酸在提升钙钛矿量子点LED性能与稳定性方面的关键作用，为含硒配体材料的设计及器件性能优化提供了新思路。

该工作得到了广东省自然科学基金、国家自然科学基金项目（61774077; 12574460; 12304473）、河南省自然科学基金（252300421229）以及日本JSPS博士后项目（P25355）的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0312593

图文：苏晨辉、巫思淇