钙钛矿材料具有优异的电学和光学性能，在光电器件领域中具有广泛的应用前景。近十几年来，钙钛矿材料与器件的研究迅速开展，器件的性能也得到了很大的提高。随着研究的深入，人们意识到钙钛矿结构稳定性较差，对其光电器件性能的进一步提高及实际应用上造成了一定的影响。因此，提升钙钛矿基光电器件的性能，先要解决钙钛矿结构稳定性差的问题，其中包覆是最为有效且简单的方式。团队最新的研究发现，钙钛矿结构中深能级缺陷的种类和密度对其结构的稳定性影响较大。团队人员利用致密的Al2O3膜层包裹MAPbBr3微晶，形成一个类真空的微环境。当样品温度高于其升华温度（150℃），材料结构会发生分解形成可挥发的CH3NH2和HBr气体。
图1 钙钛矿微晶在高温-室温转换过程中可实现结构自修复的功能
由于Al2O3膜层的致密性，分解的气体被有效限制，而当样品温度恢复到室温后，发生了晶体结构的自修复，钙钛矿结构中的大部分深能级缺陷被消除，发光性能得到了增强。实验中研究了样品在强光照射下的稳定性和环境稳定性，并对以此微晶为原型的微型激光器的稳定性做出了研究。发现强光照10h后，经过处理的样品发光强度最大增强了14倍，激光性能稳定性可以维持长达2年！这项工作的开展为提升钙钛矿稳定性和器件性能提供了思路，可以拓展到其他的钙钛矿材料体系中，为推进钙钛矿基光电器件的实际应用做出了贡献。
图2 深能级缺陷示意图及激光稳定性示意图
论文第一作者为课题组博士后李如雪博士（已出站，现为广西科技大学电气与信息工程学院副教授），共同第一作者是深圳技术大学新材料与新能源学院的李波波博士和长春理工大学的方铉博士。课题组内的研究生时月晴、刘秀也参与了这项工作。这项研究的共同通讯作者为长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室的魏志鹏教授，其长期在半导体激光及探测领域从事研究，在材料生长如分子束外延（MBE），ALD等上具有较多的经验。
近期，魏志鹏教授和陈锐教授已合作多篇关于钙钛矿基激光器性能提升和稳定性的工作（Nanoscale, 2020, 12 (25): 13360～13367；Nanoscale, 2018, 10 (48), 22766～22774等）。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202100466
