本文国防科技大学朱志宏、郑玮豪和湖南大学庄秀娟等人介绍了一种通过化学气相沉积法将镧系离子掺杂到双卤素合金钙钛矿CsPb(XₓY₁₋ₓ)₃（X、Y=Cl、Br、I）中的策略，获得了一系列高质量、稳定的微米片。
在连续光激发下，每个样品均表现出高度稳定的双波段光致发光发射，三种卤素的组合可实现覆盖红、绿、蓝光谱区域的双波段发光，并实现了相应的高性能双波长激光。相分离区域的尺寸为数十纳米，边界清晰。理论计算表明，镧系离子掺杂在合金态中促进了相分离并促进离子迁移，而在相分离态中抑制离子迁移，形成“相钉扎”效应。该机制在合金态与分离相中形成了迁移势垒的相反趋势，同时驱动卤化物分离并在分离相中钉扎离子迁移。
本工作同时提升了钙钛矿的稳定性并拓宽了其带隙调控能力，推动了其在新一代光电子器件中的应用。
研究亮点：
- 首次在镧系掺杂钙钛矿中同步实现“相分离”与“相钉扎”，有效抑制了卤素离子迁移，显著提升了材料的光稳定性与结构稳定性。
- 实现红、绿、蓝三基色双波段发光及低阈值双波长激光，覆盖全可见光谱，为多波段集成光电器件提供了新材料平台。
- 通过理论计算揭示“相钉扎”机制：镧系掺杂在合金态降低离子迁移势垒促进分相，在分离相中大幅提高势垒实现离子钉扎，为钙钛矿稳定性设计提供了新思路。
He, J., Luo, J., Zheng, B. et al. General phase segregation and phase pinning effects in lanthanide-doped lead halide perovskite with dual-wavelength lasing. Nat Commun 16, 11161 (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-66091-2
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