人物专访丨南京工业大学陈峰老师：钙钛矿材料新突破

发布人：发布时间：2024-11-14 文字：大中小

近期，北京卓立汉光仪器有限公司董磊副总经理携团队前往南京工业大学专访陈峰老师，陈峰老师在钙钛矿、钙钛矿-PVDF复合膜等新材料研究领域均取得丰富的科研成果。今天，让我们一起走进陈老师实验室，了解团队研究工作以及在钙钛矿领域取得的突破性进展。

研究成果展示：创新技术稳定钙钛矿材料

陈峰老师于2019年加入南京工业大学，2021年开始研究生招生，为团队注入了新鲜血液。团队主要聚焦于钙钛矿发光与激光领域，专注于钙钛矿材料的合成，以及其核心性能表征。为了提升研究效率与准确性，团队还特意引进了卓立汉光的荧光光谱仪，为材料性能的全面表征提供了强有力的技术支持。
研究小组的工作可以划分为两大核心板块：一是钙钛矿纳米晶薄膜的研究，二是钙钛矿单晶光电特性的探索。在钙钛矿单晶激光，特别是微腔激光方面，他们已取得了初步但令人瞩目的研究成果。面对钙钛矿材料普遍存在的稳定性、环境适应性及毒性挑战，研究团队勇于创新，开发出一种独特的溶解溶胀方法。这种方法不仅能够将钙钛矿纳米晶巧妙地嵌入防水薄膜中，调控其发光性能，更关键的是，它有效地稳定了钙钛矿结构，并实现了铅的固定化，从而从根本上解决了材料的毒性和稳定性问题。此外，他们所选择的薄膜材料还展现出压电、铁电等独特的物理特性，为未来的研究开辟了新的方向和广阔的空间。在单晶制备方面，研究小组采用传统方法，并在研究初期就充分使用光谱表征，目前该方向的研究也已取得了显著的进展。

钙钛矿与PVDF膜协同研究：探索光增益与结构创新

课题组目前专攻两大材料——钙钛矿与PVDF膜，钙钛矿以其强大的光增益能力、可调谐的光谱特性，以及覆盖紫外至红外的宽广波段，成为研究中的亮点。而PVDF膜材料，则因其丰富的相结构及多样的结构调整可能性，展现出广泛的应用潜力。两者间存在微妙的相互促进关系：PVDF膜的结构调整能够影响钙钛矿的排列与性能，反之，钙钛矿的填充也赋予PVDF膜新的特性与功能。
基于这两者的独特优势，未来有多个潜在发展方向。首先，鉴于膜材料的高发光效率，其在显示技术领域的应用前景广阔，如钙钛矿基LCD或LED的开发。其次，利用其在特定光波长下的独特发光特性，可开发高安全性的防伪材料。再者，若解决导电性问题，此类膜材料有望成为柔性光电子器件的理想选择，其优异的柔韧性为创新设计提供了无限可能。
然而，当前研究面临的主要挑战在于如何实现薄膜生长的精准控制、发光性能的优化以及结构稳定性的提升。为此，研究团队计划进一步深化基础研究，同时探索LED、偏振调控等前沿应用方向，以充分挖掘这两种材料的巨大潜力。
另一方面，关于微腔激光器的研究也在同步推进。针对稳定性这一核心难题，团队不仅专注于钙钛矿激光的性能优化，还积极探索光泵浦激光发射的新路径，旨在实现低阈值激发，提高光效率，并减少对材料的损害。尽管外部条件如氮气保护能在一定程度上辅助提升稳定性，但根本性的解决方案仍需进一步探索。在微腔设计上，团队创新性地引入了Pb(OH)Br壳层结构，旨在实现防水的同时，确保钙钛矿单晶的固有的光电特性。此外，微腔表面平整度问题直接关系到光的吸收、发射与损耗。因此，开发兼具防水性能与优异表面平整度的钙钛矿微腔结构，成为团队的重要研究方向。
展望未来，激光器应用前景广阔。从光泵浦向电泵浦的过渡，将推动小型化激光器的研发，提升其实用价值。同时，利用激光对环境折射率变化的极高敏感性，可开发高精度的气体或液体传感器，为环境监测与工业检测等领域带来革命性变化。激光的窄线宽特性，使其对环境变化的响应更为敏锐，为传感技术的发展提供了强大支持。

国产仪器的发展现状与期待

关于国产仪器近来年的发展，陈老师表示近年来国产设备在多个领域，尤其是高精度设备方面，取得了显著进步，光谱仪作为其中的重要代表，其发展水平已日益接近国际先进水平。目前，国产光谱仪与原先进口的设备相比，测试结果已几乎相当。若能在稳定性上再进一步优化，将达到更加完美的状态。

寄语卓立汉光25周年

陈峰老师作为卓立汉光产品的多年使用者，对产品表示充分认可，并表达了对卓立汉光25周年的祝福，“祝卓立汉光二十五周年大吉，希望卓立汉光的所有的产品能够比肩国际一流水平，甚至是引领国际”。卓立汉光必将不负陈老师及科研工作者所望，争取在国际舞台大放异彩。

总结

陈峰老师在钙钛矿发光与激光领域实现了突破性进展，实现了钙钛矿材料的高稳定性,并实现了其在防水薄膜中的高效嵌入与发光性能调控。此外，钙钛矿与PVDF膜的协同研究，为显示技术、防伪材料及柔性光电子器件等领域带来了新机遇。祝陈峰老师的研究团队继续探索LED、偏振调控等前沿应用，推动钙钛矿及PVDF膜材料的深远发展。

人物介绍

陈峰，南京工业大学物理系副教授，硕士生导师，物理系副主任。博士毕业于东南大学物理学院，主要从事金属/合金纳米材料合成、微/纳半导体材料制备、激光微腔与光电功能器件设计。包括金、银及金银合金纳米粒子的合成与光学性质: 钙矿/氧化锌微纳结构的制备、发光特性、激光模式调控、光电探测与传感等。在Applied Physics Letters, Cryst.Growth Des., J. Mater. Chem. C, ACS Appl. Mater. Interfaces, Optics Communications，Nano Energy等期刊发表学,术论文40余篇，其中第一作者/共同第一作者，通讯作者15篇。现任职南京工业大学数理学院，主讲《大学物理》、《数学物理方法》等课程。

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