技术壁垒被打破：双高指标实现同步跃升
你是否曾为3D显示的模糊和眩晕感到困扰？现在，一项突破性进展可能彻底改变游戏规则。在圆偏振发光二极管（CP-LED）领域，一个长期难题如同枷锁：追求高发光效率，就必须牺牲偏振纯度；反之亦然，两者难以兼得。
近日，哈尔滨工业大学（深圳）与南开大学联合团队在《自然·通讯》上重磅发布一项研究，通过引入手性钙钛矿量子点及创新配体交换策略，成功破解这一僵局，在单一器件中同步实现了高电致发光不对称因子与高外量子效率。
这项突破的核心在于，R型器件在绿光波段外量子效率飙升至16.8%，电致发光不对称因子达0.285；S型器件也分别达到16.0%和0.251。
图丨手性钙钛矿量子点自旋发光二极管的性能表现（来源：Nature Communications）
对此，论文通讯作者之一、哈工深教授陈怡沐指出：“近期研究虽有所突破，但我们的工作将不对称因子提升近三倍，在保持高效率的同时，实现了核心指标的同步飞跃。”这标志着CP-LED领域迈出关键一步。
图丨陈怡沐（来源：陈怡沐）
陈怡沐强调：“圆偏振发光二极管的核心，是既要发光性能好，又要光的不对称度高。这两大指标缺一不可。”传统方法采用二维手性钙钛矿，但载流子在传输中易丢失自旋信息，导致偏振纯度不足；若调整结构保持自旋，又会引入缺陷降低效率。
这项发现源于一次“意外”。团队最初专注于材料合成，却偶然发现器件效果出色。陈怡沐回忆：“我们试完后，发现效果超预期，这促使我们深挖背后机理。”研究揭示，量子点的强几何限域效应如同“能量陷阱”，能紧紧束缚激子。
团队提出创新机制：利用手性钙钛矿量子点作为“局域化辐射复合中心”。通过手性诱导自旋选择性效应，快速筛选特定自旋载流子，并在量子点内迅速复合发光，避免自旋弛豫，从而兼顾高效率与高不对称度。
图丨手性钙钛矿量子点的优化与自旋选择性机制（来源：Nature Communications）
实现这一设想，工艺至关重要。团队开发超声辅助配体交换策略，高效替换量子点表面配体，赋予强烈手性光学活性并钝化缺陷。经处理薄膜的光致发光量子产率高达94%，载流子寿命显著延长。
从实验室到高性能器件，团队历时三年打磨。陈怡沐透露，投稿后针对稳定性集中攻关，优化器件结构，改善效率滚降和开启电压。最终器件在初始亮度100 cd/m²下，半衰期约19.8小时，连续运行220分钟无显著衰减。
应用前景广阔，从沉浸式娱乐到精准医疗，从虚拟现实教育到工业模拟，这项技术为3D显示开辟多样场景。陈怡沐表示，它不仅能实现逼真3D屏，还可结合人机交互，还原真实空间信息；若搭配机器学习感知器件，更能在危险环境中远程感知与判断。
陈怡沐总结：“我们通过材料创新与器件优化，实现了‘自旋发光二极管’，在核心指标上达到完美平衡。”团队已开发圆偏振敏感视网膜形态器件，模拟人眼功能并集成圆偏振光敏感，拓展信息深度。CP-LED方面也取得突破，不对称因子实现数倍提升。对于产业化，陈怡沐信心十足：“稳定性问题有望解决，未来潜力无限。”
想要亲历这场显示革命？现在就关注前沿动态，探索技术如何重塑我们的视觉世界！
参考资料：
1.https://www.nature.com/articles/s41467-025-57472-8
运营/排版：何晨龙
相关问答
3D技术未来将如何颠覆更多领域？
3D技术未来将如何颠覆更多领域？解答：3D技术正渗透教学、医学、水下作业、采矿及空中导航等领域，推动各行业智能化升级。
3D技术的核心应用？
3D技术核心应用涵盖工业控制、数值模拟、CAD/CAM设计、工业检测及远程监控，提升生产效率和安全性。
3D技术的关键领域？
3D技术关键领域包括过程控制、CAD/CAM设计、工业检测与远程机器人视觉显示，驱动工业自动化革新。
3D技术能应用到哪些场景？
3D技术广泛应用于影视动画、游戏开发、汽车及家电设计，以及实物产品生产，融合文化与工业创新。
3D打印技术的应用前沿？
3D打印技术已从模具制造延伸至生物活性组织构建，在医疗、航空及定制化生产领域展现巨大潜力。
3D建模技术的应用拓展？
3D建模技术在影视特效、游戏开发、建筑设计与工业创新中持续突破，成为数字创作的核心工具。
3D打印最广泛的运用领域？
3D打印在医疗行业应用深远，从医疗器械制造到人工组织生成，正重新定义健康治疗的可能性。
3D传感器的应用探索？
3D传感器作为深度感知核心，在智能设备、安防及交互系统中突破技术边界，开启全新体验。
3D动画视频的最佳应用领域？
3D动画视频在房地产展示中效果显著，能全景呈现楼盘规划，为购房者提供沉浸式视觉体验。
3D打印的程序方法与领域？
3D打印结合UG等软件，优化产品设计、工程与制造全流程，推动数字化生产在各行业落地。
