近日，我系2020届本科毕业生时月晴同学为第一作者在国内期刊《中国激光》上发表文章。同时以合作作者的身份在国际期刊Nanoscale上发表封面文章，南方科技大学陈锐教授为论文的通讯作者。

近年来，钙钛矿纳米晶体由于其非凡的光物理性质而备受关注。钙钛矿纳米晶体具有高的光致发光量子产率、可调谐的发光波长以及窄的发光线宽等优点，是一种十分优良的发光材料，成为了目前在发光二极管、激光等领域中最有前景的材料之一。特别是低维半导体纳米结构具有更大的光子吸收截面和更低的非辐射复合速率，可作为良好的激光增益介质。但是，钙钛矿在高湿度或强光照等环境下极不稳定，阻碍了其进一步的发展。

相关工作首先通过在钙钛矿纳米棒合成过程中引入In(OAm)3和TDP配体，形成中间产物，减缓CsPbBr3晶体的生长速度，并利用TDP配体控制晶体的生长，以达到对晶体形貌的控制，从而得到分散均匀、晶体质量较好的CsPbBr3钙钛矿纳米棒。同时利用支化配体的高空间位阻和钝化作用提高了钙钛矿稳定性。然后通过引入疏水分子筛对CsPbBr3钙钛矿纳米棒材料进行改性，在不改变纳米棒材料的发光特性和晶体结构的同时提高了钙钛矿的稳定性。

图1：（a）CsPbBr3纳米棒样品制备流程图（b）CsPbBr3纳米棒样品（As-grown）示意图（c）CsPbBr3纳米棒样品的TEM图（d）图为CsPbBr3纳米棒的高分辨TEM图（e）疏水分子筛- CsPbBr3样品（P-S34）示意图（f）疏水分子筛- CsPbBr3样品(P-S34)的TEM图像（g）放大图像

疏水分子筛-CsPbBr3样品的增益系数为889 cm-1，阈值功率为18.8 μJ/cm2，与其他激光增益介质相比，疏水分子筛-CsPbBr3样品的增益系数更大且阈值功率更小，是一种极其优良的激光增益材料。同时分子筛诱导的强散射有利于三维随机激光激发，疏水分子筛-CsPbBr3样品所产生的随机激光由于具有会随着激发光的角度以及面积变化的特点，对周围的环境导致的变化与普通发光相比会更加敏感。

图2（a）疏水分子筛- CsPbBr3样品的光增益参数测量，插图为VLS测量原理（b）疏水分子筛- CsPbBr3样品的飞秒瞬态吸收光谱测量 （c）疏水分子筛- CsPbBr3样品室温变功率PL光谱，插图为PL积分强度和FWHM随泵浦强度的变化（d）不同角度激发的疏水分子筛- CsPbBr3样品发光光谱（e）随机激光阈值随激发面积的变化 (f)随机激光在三维空间随机散射的示意图

光稳定性和高温高湿（85% RH, 85℃，15h）极端条件下的老化试验的结果表明疏水分子筛-CsPbBr3样品在高温高湿条件下表现出极强的稳定性。为实现具有高稳定性和灵敏度的激光湿度传感器提供了材料基础。通过对30%-90%相对湿度变化范围的湿度响应曲线进行测量，发现疏水分子筛-CsPbBr3样品的自发辐射强度在相对湿度增减过程中保持不变。然而在高相对湿度条件下（72%-88%），激光强度呈现出极灵敏的响应。说明疏水分子筛-CsPbBr3样品可以作为高湿环境下的激光湿度传感材料，来实现超高灵敏度的湿度实时监测，表现出比普通的光学湿度传感器更先进的性能。