科大工学院研发钙钛矿量子线全彩纤维发光二极管

香港科技大学（科大）工学院的研究团队成功研发了一款利用钙钛矿量子线制成的全彩纤维发光二极管，为可穿戴照明和显示设备的创新发展创造了有利条件。

纤维发光二极管（Fi-LED）因与纺织品的制造兼容及具有均匀的空间亮度，是柔性LED显示领域中常用的关键组件。金属卤化物钙钛矿（MPH）因具备卓越的光电性能，已成为新一代LED中极具潜力的发光材料。尽管潜力巨大，利用MPH制造纤维发光二极管仍存在不少挑战，包括由引力和表面张力造成的不均匀涂层丶低质量的结晶，以及复杂的电极沉积过程，这些均会导致不均匀及低效率的发光。

为了解决这些难题，科大电子及计算机工程学系和化学及生物工程学系讲座教授范智勇的研究团队采用了一个新颖的方法，在薄铝纤维上使用多孔铝膜模板。多孔铝膜具有约5纳米的超小孔径，MPH前驱体溶液通过卷对卷溶液涂布技术注入多孔铝膜，随后进行退火程序，以达致空间均匀的溶剂蒸发和MPH的结晶。这个方法令钙钛矿量子线阵列能均匀生长，并大大减低了多孔铝膜表层上多馀的薄膜结构的形成。

研究团队成功制成了发射峰值分别为625纳米（红色）丶512纳米（绿色）和490纳米（天蓝色）的纤维发光二极管。这些二极管展现出良好的弯曲性和延展性，使其适用于纺织照明的应用。研究团队并制作了多款二维和三维的结构，包括二维全彩字符串「I ♥ HKUST」，它们均具有出色的荧光均匀性。此外，他们又利用能产生渐变颜色的卤化物钙钛矿量子线制作了维多利亚港的「夜景」，突显了纤维发光二极管的多功能性和美学潜力。

是项研究为纤维发光二极管的技术带来了重要进展。团队未来将着力提升纤维发光二极管的效率和稳定性，探索新的钙钛矿成分以增加发光颜色的数量，并将这些设备整合到商业纺织产品中。

范教授说：「量子限域效应与三维多孔铝膜结构的钝化相结合，使我们能够实现出色的光致发光和电致发光效率。我们的创新方法为制造非常规的三维结构光源开辟了新的可能性，并为先进可穿戴显示技术的发展提供了有利条件。」

这项研究近月发表在国际顶级跨学科期刊《科学进展》上，题目为「基于钙钛矿量子线的全彩纤维发光二极管」。文章的第一作者为电子及计算机工程学系博士生任鐾韬，通讯作者为范智勇教授。其他共同作者包括范教授团队的博士生和博士后研究员，以及中山大学和南京理工大学的协作研究人员。

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（原文於2024年8月12日在EurekAlert刊登。）