《Laser & Photonics Reviews》丨我重点实验室MOOM团队李飞明课题组在钙钛矿纳米晶图案化微阵列激光直写制备方面取得重要进展
近日，我重点实验室MOOM团队李飞明课题组在激光直写制备铅卤钙钛矿纳米晶（lead halides perovskite nanocrystals，LH PNCs）图案化微阵列研究方面取得重要进展，相关研究成果以“Laser-Induced Dehalogenation for Direct Writing Stable, Thermally Robust Patterned Arrays of Lead Halide Perovskite Nanocrystals”为题发表在国际光子学领域权威学术期刊《Laser & Photonics Reviews》上（中科院一区，IF = 10.0）。
激光直写技术因无需掩膜、分辨率高等优势，已成为制备LH PNCs微阵列的重要手段。当前主流制备策略依赖卤化物盐作为前驱体，其离子特性导致成核能垒极低，致使材料在薄膜制备及后续使用中极易发生自发结晶。这一特性带来两大突出痛点：一是图案热稳定性差，受热后非照射区持续结晶，造成图案对比度迅速下降甚至消失；二是常见高分子材料因无法抑制盐类结晶而难以普适应用，严重限制了聚合物基质的选择范围，进而制约了该技术实际应用场景。基于此，该课题组摒弃了传统易结晶的卤化物盐（AX/PbX₂），引入卤代有机化合物（R-X）作为卤素源，利用355 nm纳秒激光的单光子能量直接断裂C-X键，释放X⁻离子，从而在聚合物基质中原位触发LH PNCs的成核与生长。这种温和的“冷”加工机制最大限度地减少了对聚合物基材的热损伤，使其与聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯乃至弹性体TPU等多种聚合物兼容，极大拓展了应用场景。此外，由于有机前驱体热分解温度高（如六溴环十二烷约230°C），该方法制备的CsPbBr₃纳米晶阵列在120°C高温下仍能保持图案结构完整，而基于传统盐前驱体的图案在50°C即因背景结晶导致图案化阵列消失。鉴于上述优势，团队展示了其在多色发光图案化以及宏-微-纳三层结构的介观荧光防伪等方面的应用潜力。
2024级研究生吴端凯为该研究的第一作者，陈碧桑高级实验师和李飞明副教授为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金（22004055）以及福建省自然科学基金（2025J01974、 2023J01917）项目的支持。
论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202502249
