隨著信息時代的發展，顯示屏作為人機交互的基本載體發揮日益重要的作用。作為顯示器三原色關鍵材料之一，高色飽和度的鈣鈦礦量子點純紅光發光二極管(Pe QLEDs)成為滿足Rec.2020標準最有潛力的候選者。然而高性能的純紅光Pe QLEDs仍面臨量子點發光材料制備困難、發射顏色不純、器件效率低等挑戰。

    葉志鎮院士團隊在CsPbI3量子點表面引入氯原子構建了核殼結構，通過激子限域解決CsPbI3純紅光高效發光難題，成功制備了高色純度的高效Pe QLEDs 器件，符合Rec.2020標準，外量子效率超過26%，是目前純紅光鈣鈦礦發光二極管器件的紀錄效率。該研究成果以“Nucleophilic Reaction-Enabled Chloride Modification on CsPbI3 Quantum Dots for Pure Red Light-Emitting Diodes with Efficiency Exceeding 26%”為題在材料化學領域頂級期刊《德國應用化學》（Angewandte Chemie）上發表。

    金屬鹵化物鈣鈦礦量子點具備加工成本低、發光效率高、光譜可調、色純度高等優勢，是當前發光顯示領域的明星材料和研究熱點。國際電聯針對最 新一代超高清顯示提出了Rec.2020色域標準，其中規定純紅色的理想發光波長位于620-650 nm。滿足該要求的混合鹵素CsPb(Br/I)3鈣鈦礦材料由于相分離面臨嚴重的光譜穩定性問題，而純相的CsPbI3量子點發光峰位通常大于670 nm，尺寸縮減至~5 nm才能利用量子尺寸效應實現CsPbI3純紅光發射，然而比表面積的劇增使得量子點需要大量的長鏈、大位阻的有機配體來穩定其表面，這通常會導致量子點電荷傳輸性能的大幅降低，從而得到低效的Pe QLED。

    受傳統Ⅱ-Ⅵ族量子點啟發，除了尺寸效應外，還可以通過在量子點表面設計與構建核殼結構從而實現載流子限域，進一步調控量子點的發光波長。但是不同于穩定的原子晶體量子點，鈣鈦礦離子晶體的本質導致其表面對環境十分敏感，容易在加熱以及添加外源前驅體時對其表面造成破壞甚至引起相變，形成能的差異給尋找適合鈣鈦礦量子點的表面材料進一步增添難度。因此需要找到一種適配于鈣鈦礦量子點結構乃至合成過程的方式來實現載流子限域結構的構建。

    該工作利用鈣鈦礦量子點表面特性，通過酰氯與有機配體之間的親核反應，制備了具有載流子限域結構的CsPbI3/PbClx量子點，大幅提升了CsPbI3量子點的光電性能，實現了當前純紅光Pe QLEDs的紀錄效率。該工作為在鈣鈦礦量子點上構建核殼結構進而制備高性能發光二極管器件提供了新的思路。