2021年3月，我院李波波博士以深圳技术大学为单位、并作为共同第一作者在国际著名期刊《Advanced Materials》（Q1, IF: 27.398）上发表了题为“Self-Structural Healing of Encapsulated Perovskite Microcrystals for Improved Optical and Thermal Stability”的研究成果（原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202100466）。本项研究的合作单位为南方科技大学、长春高功率半导体激光国家重点实验室等。

作为新兴的直接带隙半导体材料，有机-无机金属卤化物钙钛矿因增益系数较高，带隙可调、可覆盖可见光到近红外光的光谱范围，且价格低廉，成为继III-V和II-VI族后另一备受关注的激光器增益材料体系。钙钛矿因结合能低及自身的电子能级缺陷等特点，致使其在受到高温、光照、湿度及氧气等条件刺激时，内部有机组分易于分解，这是限制其在光电子器件应用中的最重要瓶颈。针对由钙钛矿晶体的表面自由键和晶界所引起的深能级缺陷态（DLTS）问题，我们通过致密的Al₂O₃薄膜对CH₃NH₃PbBr₃微晶进行“封装”，以此构建封闭的微环境，“封装”后的晶体在室温-150℃-室温的热处理条件下，PL谱的强度呈现先随温度升高而下降、后又随温度降低而逐渐升高（最终PL的强度高出起始值近5倍）的现象，经过分析表明此结果是由于晶体内部DLTS随温度变化显著下降导致，CH₃NH₃PbBr₃/Al₂O₃复合微结构可实现晶体结构的受热重结晶过程，以此提高材料的稳定性。

图1. Al₂O₃包覆前后CH₃NH₃PbBr₃钙钛矿微晶的PL与温度之间的变化关系，以及晶体结构变化示意图