近日，我院MOOM团队李飞明课题组在光刻技术制备铅卤钙钛矿纳米晶（lead halides perovskite nanocrystals，LH PNCs）图案化微阵列研究方面取得重要进展，相关研究成果以“Gas Developing Guided Direct In-situ Photolithography of MAPbBr₃ Perovskite Nanocrystals Micropatterns”为题发表在国际光子学领域权威学术期刊《ACS Photonics》上（中科院一区TOP期刊）。

LH PNCs荧光图案化微阵列在Micro LED、信息存储及荧光防伪等领域具有巨大应用潜力。其中，光刻技术具有精度高、功能化强以及集成度高等优势，是制备LH PNCs微阵列核心技术之一。在传统光刻制备过程中主要采用液相显影，然而，由于LH PNCs的本征离子盐特性，显影过程中易受显影剂等影响，导致其稳定性较差，且整个制备过程较为繁琐。鉴于此，李飞明课题组基于MAPbBr₃ PNCs较低的生成能，先通过UVC驱动六溴十二烷脱溴，原位制备PbBr₂阵列；随后，通过甲胺气体进行气态熏蒸显影，即可制得MAPbBr₃ PNCs荧光阵列（图1、2），最小尺寸可达2 μm，相较于传统的液相显影方法，该策略无需溶剂，且操作大大简化；此外，得益于MAPbBr₃ PNCs气体显影膜内生长，所制备的MAPbBr₃ PNCs荧光阵列光、热、水和有机蒸汽均具有较好的稳定性，即使在水中浸泡 60 天，仍能保持 90% 的光学性能。

图1 基于气体显影介导光刻技术制备图案化MAPbBr₃ PNCs机理图

图2 基于气体显影所制备的MAPbBr₃ PNCs图案化微阵列

基于MAPbBr₃ PNCs图案化微阵列所具有良好的稳定性以及超高的荧光编码容量，所制备的膜可直接应用于宏-微荧光编码，结合当前快速发展的手机微距摄像技术（例如Mate 60Pro），通过手机平台即可对编码信息进行快速读取，无需专业荧光显微镜，因此该技术有望成为微纳荧光防伪技术的一个重要手段。这一研究工作可以进一步扩展到无铅和核壳PQDs图案化微阵列，在micro-LED、传感、激光显示等领域亦有广阔的应用前景。

图3 制备的MAPbBr₃ PNCs图案化微阵列荧光防伪机制

我院2022级硕士研究生林燕如为论文第一作者，李飞明副教授为通讯作者，闽南师范大学为第一通讯单位；桂林理工大学黄艺鹏副教授为联合通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（No. 22004055）和省自然科学基金（2020J05165）的共同资助。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.4c01513

（文/图：林燕如）