近日，课题组在手性钙钛矿量子点及高性能自旋发光二极管研究领域取得新进展。通过手性配体工程调控钙钛矿量子点的结构不对称性，实现了高效圆偏振发光与自旋极化载流子复合的协同优化，成功制备出兼具高发光效率和高圆偏振特性的纯绿光自旋发光二极管（Spin-LEDs）。相关研究成果以“Manipulating Structural Asymmetry in FAPbBr3Quantum Dots for High-Performance Pure-Green Spin-Polarized Light-Emitting Diodes” 表在国际知名期刊《Nano Letters》上。该论文的第一作者为2023级硕士研究生刘倩丽，通讯作者为张继斌老师和史志锋教授，郑州大学物理学院为第一单位。

圆偏振光能够利用不同旋向的偏振态实现信息编码，在新型光通信、信息加密和三维显示等领域具有重要应用前景。自旋发光二极管可利用自旋极化载流子的辐射复合直接产生圆偏振电致发光，为构建新一代高效、集成化光电子器件提供了重要途径。然而，如何在提高器件发光效率的同时实现高效自旋极化输出，仍是该领域面临的重要挑战。

针对这一问题，我们提出了一种多功能手性配体调控策略，通过引入手性甲基苯亚磺酰胺（MBS）分子，利用其与钙钛矿量子点表面铅离子的强配位作用，有效钝化表面缺陷，同时诱导FAPbBr3量子点产生显著的结构不对称性。该策略不仅有效抑制非辐射复合，提高量子点的发光效率，还增强了材料的手性光学响应并延长自旋相干寿命，从而促进自旋极化载流子的高效辐射复合。

研究结果表明，经过手性配体调控的FAPbBr3量子点光致发光量子产率高达98.28%，发光不对称因子达到8.87 × 10-2。基于该量子点构筑的纯绿光自旋发光二极管实现了17,979 cd/m2的最大亮度、15.1%的峰值外量子效率以及0.176的最大电致发光不对称因子，展现出优异的发光性能与圆偏振电致发光特性。

该研究揭示了手性配体诱导的结构不对称性对钙钛矿量子点手性光学性质及自旋极化载流子复合过程的重要影响，为兼顾高发光效率与高圆偏振输出的自旋发光器件设计提供了新思路，也为新型光通信、偏振信息加密及集成光电子技术的发展提供了材料与器件研究基础。

该项工作得到了国家自然科学基金项目、河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c01923