近日，物理学院史志锋教授团队在新型非铅金属卤化物发光二极管领域取得积极进展。该研究通过创新性的有机阳离子分子设计，协同调控薄膜结晶行为与界面电荷传输过程，有效缓解了长期制约该体系的电致发光效率瓶颈。相关成果为构建高效率、高稳定性的溶液加工发光器件提供了新的材料与器件设计范式，有望推动新一代低成本显示与照明技术的发展。

溶液加工发光二极管（LED）因制备工艺简单、成本低廉、易于大面积制造，被认为是下一代显示与照明技术的重要发展方向。近年来，基于有机发光材料、量子点、钙钛矿以及有机—无机杂化材料的溶液加工LED取得了快速发展。其中，有机—无机杂化金属卤化物由于同时具备无机半导体优良的电学特性和有机组分丰富的结构可设计性，在新型高效发光材料领域受到广泛关注。尤其是零维杂化锑卤化物，由于具有分子尺度的量子限域结构，展现出接近100%的光致荧光量子产率和良好的稳定性，被视为极具潜力的发光体系。然而，迄今报道的锑卤化物LED外量子效率仍普遍低于6%，存在“高光致发光、低电致发光”的显著差距，表明器件中电荷传输、注入及界面复合过程仍是限制性能提升的关键瓶颈。

针对上述问题，科研团队从分子层面出发，提出一种全新的有机阳离子设计策略，构建了咔唑功能化的有机阳离子。该阳离子一方面能够与无机卤化物框架和溶剂分子形成强氢键相互作用，有效调控薄膜结晶动力学，从而获得致密、均匀、低缺陷密度的高质量发光层；另一方面，其咔唑单元可与电子传输层中的苯并咪唑结构产生显著的π-π堆积作用，改善界面能级匹配和分子耦合，促进电子在界面处的高效传输与注入。在材料发光性能提升与界面工程优化的协同作用下，研究团队成功制备出高性能锑卤化物LED器件，最大外量子效率达到19.4%，工作半衰期达到10190分钟，较以往报道水平实现了跨越式提升。这一成果不仅大幅缩小了光致发光效率与电致发光效率之间的差距，也为有机无机杂化金属卤化物在高效、稳定LED中的应用奠定了重要基础。

相关成果以“Efficient solution-processed light-emitting diodes based on organic-inorganic hybrid antimony halides”为题发表在国际知名期刊《Nature Communications》上，论文的第一作者为物理学院助理研究员马壮壮、博士研究生褚伟红和南京工业大学彭其明教授。通讯作者为我院史志锋教授、单崇新教授和南京工业大学王建浦教授，郑州大学物理学院为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金、河南省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-68597-9

郑州大学物理学院在非铅金属卤化物发光二极管方面取得积极进展