钙钛矿量子点具有优异的光学性能，如窄带发光、单色性好、荧光量子产率高等特点，在多个领域具有巨大的应用潜力。然而，卤化物钙钛矿量子点对极性溶剂和高温比较敏感，限制了其进一步应用。此外，单个卤化物钙钛矿量子点存在荧光闪烁性，阻碍了其在量子点发光二极管、纳米激光、固态照明等领域的应用。
该研究中，首次将CdS纳米材料对单颗粒的CsPbBr3量子点进行包覆，有效提高了其在高湿度、高温度下的稳定性。通过荧光显微镜技术对包覆前后的量子点进行闪烁性测试，结果表明包覆后的CsPbBr3/CdS量子点呈现出明显的非闪烁性特征。研究表明由于CdS壳成功包覆之后，将CsPbBr3量子点中的载流子限制在其表面，从而有效抑制了非辐射俄歇复合，保证了载流子在量子点内部的辐射复合发光，抑制闪烁性。此外，研究小组利用显微光学系统分别对CsPbBr3量子点及CsPbBr3/CdS量子点的自发放大发射及激光性能进行研究。在自发放大发射（ASE）的测试中，包覆后的钙钛矿量子点展示了更优异的性能，其ASE阈值下降了14%。为进一步探索CsPbBr3/CdS量子点的激光性能，将CsPbBr3/CdS量子点作为增益介质，填充入微毛细管中，在双光子泵浦源的激发下，成功检测到稳定的回音壁模式（WGM）激光，并且该激光呈现低阈值、高品质的特点，在纳米激光领域有巨大的应用潜力。
该项研究得到中科院B类先导专项、国家重点研发计划-政府间国际科技创新合作重点专项、中科院“百人计划”、国家自然科学基金等的支持。
图1 该研究作为Advanced Science 2019第6卷第8期封面文章发表。
图2 （a）纯CsPbBr3量子点的荧光强度波动轨迹图和荧光强度统计图；（b）CsPbBr3/CdS量子点的荧光轨迹图；（c）反荧光漂白曲线；（d和e）纯CsPbBr3量子点和CsPbBr3/CdS量子点在不同时刻的视频截图。
图3 （A）CsPbBr3/CdS量子点WGM微纳激光发射光谱；（B）发射强度与激发强度的依赖关系，品质因子为1217。
来源: 上海光学精密机械研究所
