突破效率瓶颈：双通道能量转移实现Er3+掺杂Cs3DyI6纳米晶创纪录1540 nm近红外LED

本研究针对高效、稳定、低成本、低电压驱动的1.54 µm光源需求，开发了Er3+掺杂Cs3DyI6纳米晶材料。通过双通道能量转移机制（Dy3+离子574 nm发射和STE的488 nm发射协同激发Er3+），实现了87.4%量子产率，最终制备出EQE达2.76%、半衰期345分钟的LED器件，为光通信技术提供突破性解决方案。

研究人员通过设计一种具有四方相结构的镧系金属卤化物Cs₃DyI₆:Er³⁺纳米晶，成功突破了近红外发光的效率瓶颈。研究揭示了独特的双通道能量转移机制：一方面，Dy³⁺离子通过⁴F_9/2-²H_13/2轨道跃迁产生574 nm发射，通过声子辅助能量转移激发Er³⁺离子的⁴I_15/2-⁴S_3/2跃迁；另一方面，自陷激子（STEs）通过488 nm宽带发射提供额外能量，激发Er³⁺的⁴I_15/2-⁴F_7/2跃迁。两种途径协同作用，显著增强了Er³⁺离子在1.54 µm的高效发射。

为提升器件性能，研究采用2,4,6-三苯基-1,3,5-三噁烷（TPPO）钝化表面缺陷，使光致发光量子产率提升至87.4%。通过精确控制LiF介层厚度（1-2 nm）实现电子-空穴注入平衡，大幅提高外量子效率（EQE）和操作稳定性。最终制备的红外LED器件表现出卓越性能：在1.54 µm波段实现2.76%的创纪录EQE，并具备345分钟的工作半衰期，标志着光通信技术领域的重大突破。