准二维钙钛矿材料因其优异的光电特性，在高效、低成本的新一代显示与照明技术中展现出巨大潜力。然而，该领域长期存在一个基础科学争议：材料的能带结构（Band Alignment）究竟是促进电荷分离的“Type II”型，还是促进电荷复合发光的“Type I”型？这种不确定性极大地阻碍了高性能器件的理性设计。此外，材料中普遍存在的宽相分布问题也严重制约了器件的发光效率和颜色纯度。
针对上述挑战，我校陈大钦教授课题组创新性地采用冠醚（crown ether）作为添加剂，成功实现了对准二维钙钛矿薄膜相分布的精准调控。研究发现，通过窄化相分布，可以诱导材料的能带结构从不利于发光的Type II型转变为有利于发光的Type I型。这一根本性的转变优化了材料内部的载流子动力学过程，显著增强了激子复合发光，同时抑制了非辐射能量损失。最终，基于该策略制备的准二维钙钛矿LED器件的峰值外量子效率（EQE）从未经优化的7.4%大幅提升至20.1%，取得了显著的性能突破。该研究不仅为开发高效准二维钙钛矿LED提供了清晰、有效的策略，更重要的是，它首次揭示了相分布是调控能带结构的关键参数，为解决领域内长期存在的科学争议提供了统一的解释，为未来高性能钙钛矿光电器件的精准设计和开发奠定了坚实的理论基础。
相关成果以“Tailoring Carrier Dynamics by Band Alignment Engineering in Quasi-2D Perovskite LED”为题发表于国际学术期刊《Nano Letters》。福建师范大学为论文第一完成单位。我校物理与能源学院博士研究生郑嵩为论文的第一作者，中科院上海光机所博士研究生牛伟帆和陈大钦教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金和福建省自然科学基金等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c04309
（物理与能源学院）