近日，我院沈晓冬教授团队核心成员滕彭彭博士在锡基钙钛矿光电器件领域取得新突破，相关研究成果以“Stepped-dimensional 2D/3D tin-based perovskites for high-efficiency light-emitting diodes”为题发表于国际顶级学术期刊《Advanced Materials》。我院滕彭彭博士为论文第一作者，硕士研究生刘全、李先荣参与本项目，此外，南京工业大学滕彭彭博士、杨洁副研究员、南京大学包春雄教授为论文共同通讯作者。

锡基近红外钙钛矿发光二极管（PeLEDs）在夜视成像、生物医学传感和光通信等领域展现出广阔的应用前景。然而，锡基钙钛矿结晶过程难以精确调控，且二价锡（Sn²⁺）易氧化，导致薄膜缺陷密度高、非辐射复合严重及器件稳定性不足，制约了其光电性能的进一步提升。维度工程是改善钙钛矿薄膜质量和稳定性的有效途径，但如何实现低维与三维钙钛矿的可控构筑，并发展具有广泛适用性的调控策略，仍是该领域面临的重要挑战。

针对上述问题，研究团队提出了一种具有多功能的埋底中间层调控策略，通过在空穴传输层与钙钛矿发光层之间引入二维配体中间层，利用配体分子、钙钛矿前驱体及底层空穴传输层之间的协同相互作用，实现对钙钛矿成核与晶体生长过程的有效调控。该策略促进钙钛矿快速成核并延缓后续晶体生长，诱导形成沿薄膜厚度方向逐步变化的二维/三维（2D/3D）梯度异质结构，这种独特的维度分布不仅有效降低了薄膜缺陷密度、抑制Sn²⁺氧化，还显著减少了非辐射复合损失，提升了载流子的辐射复合效率。

基于该策略制备的锡基PeLEDs实现了13.7%的外量子效率（EQE）和103 W sr^-1m^-2的辐射亮度。此外，研究团队进一步设计了兼具电致发光与光电探测的锡基双功能器件，构建了近红外光电传感系统，并成功实现人体脉搏信号监测，展示了其在无创生理健康监测领域的应用潜力。该研究揭示了埋底界面分子相互作用对锡基钙钛矿结晶动力学及维度分布的调控机制，为协同改善锡基钙钛矿的发光效率与材料稳定性提供了新思路，也为开发高性能、无铅近红外光电器件及其在生物医学传感领域的应用提供了重要参考。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202675130