武汉大学王胜、上海电力大学林佳、中国科学技术大学赖敏良团队：钙钛矿量子点hBN金薄膜混合维范德瓦尔斯异质结构中的金属增强光致发光

全无机卤化物钙钛矿量子点（QDs），以CsPbBr3量子点为例，由于其高量子产率、窄发射线宽度和成分可调的光学特性，在光子学和光电子学领域受到了广泛的关注。这些特性使它们成为发光二极管（led）、太阳能电池、光电探测器和量子光源应用的理想候选者。尽管在通过表面钝化、尺寸工程和配体交换优化钙钛矿QD荧光方面取得了重大进展，但它们的性能仍然受到非辐射重组和环境不稳定性等因素的限制，需要新的增强策略。

等离子体纳米结构通过利用表面等离子体──金属-介电界面上自由电子的集体振荡──提供了一种增强发射体荧光的有力方法。当荧光团位于等离子体表面附近时，局部电磁场增强，辐射衰减率通过Purcell效应被放大，提高了量子产率。这种金属增强PL技术已被证明对多种材料有效，包括过渡金属二硫族化合物（TMDs）、有机染料和半导体纳米晶体，但其在钙钛矿量子点上的应用仍有待探索。

与此同时，混合维范德华（vdW）异质结构──结合不同维度的材料（例如，0D量子点、2D层和3D薄膜）──由于其原子尖锐的界面和可调谐的能带排列，已经成为定制光电特性的通用平台。这些系统能够精确控制光-物质相互作用，使其成为将等离子体增强与钙钛矿量子点集成的理想选择。此外，六方氮化硼（hBN）作为一种绝缘的二维晶体，具有原子光滑的表面，极少的悬空键和带电杂质，其层状六方晶格结构具有强的面内离子键，确保了化学惰性和稳定性，即使在单层厚度下也能保持优异的绝缘性能。这些特殊的介电特性使hBN成为工程范德华异质结构和制造高性能光电器件的理想候选者。

武汉大学王胜、上海电力大学林佳、中国科学技术大学赖敏良等人提出了一种新的0D-2D-3D混合维范德瓦尔斯（vdW）异质结构，包括CsPbBr3量子点、多层六方氮化硼（hBN）和金（Au）纳米颗粒薄膜，实现了7倍的显著PL增强。将这种增强归因于等离子体诱导的入射电磁场增强和通过Purcell效应增加的自发发射率的协同作用，通过将hBN间隔层厚度调整到26 nm进行优化。这种异质结构设计为钙钛矿量子点的金属增强光致发光提供了新的见解，并为提高未来光电应用的效率提供了一个可扩展的平台。