近期，我校超快光谱团队在准二维钙钛矿激光器件领域取得系列重要进展，相关成果连续发表于国际权威期刊Applied Physics Letters。秦朝朝教授、江玉海教授、贾光瑞教授、周忠坡副教授分别为相关论文的第一或通讯作者。
针对Dion-Jacobson (DJ)型钙钛矿结晶缺陷较多和能量传递效率低等关键问题，超快光谱团队从碱金属掺杂、添加剂工程、溶剂优化、离子液体钝化、有机阳离子链长调控等方面开展研究，提升晶体质量与量子阱相分布均匀性，抑制非辐射复合，提高能量转移效率，实现低阈值受激辐射(ASE)与单模激光。相关核心成果分述如下：
团队通过溶剂工程+KBr 添加剂复合策略，利用二甲基亚砜和二甲基甲酰胺混合溶剂体系，实现相分布优化与缺陷钝化，将ASE 阈值降至8.8 μJ/cm²，实现线宽0.5 nm、激光阈值10.5 μJ/cm² 的单模垂直腔面发射激光，相关成果以 “Effect of phase distribution and defect passivation on amplified spontaneous emission of quasi-2D Dion-Jacobson perovskite” 为题发表于Applied Physics Letters, 124, 081103, (2024)。
团队利用碱金属溴化物调控方法，抑制高n值量子阱相成核、促进中间n值相均匀分布，使能量传递时间缩短至0.27 ps，ASE阈值降至28.5 μJ/cm²，实现线宽0.96 nm单模垂直腔激光，相关成果以“Promoting energy transfer via manipulation of crystallization kinetics of quasi-2D Dion–Jacobson phase perovskites for high-performance green lasers” 为题发表于Applied Physics Letters, 125, 021107, (2024)。
团队提出离子液体乙酸甲铵添加剂策略，通过乙酸根离子与铅离子强配位作用调控结晶动力学过程，有效钝化富缺陷低小n值相，将ASE阈值由36.8 μJ/cm²降至8.2 μJ/cm²，获得线宽0.47 nm、品质因子1125.3单模激光，相关成果以 “Ionic liquid tailoring defect/interface-induced recombination loss toward enhanced Dion–Jacobson perovskite lasing” 为题发表于Applied Physics Letters, 127, 223504, (2025)。
团队利用溴化乙铵添加剂调控相分布、降低缺陷密度、抑制俄歇复合，获得12.67 μJ/cm²低阈值ASE垂直腔面发射激光，相关成果以“Effect of additives on amplified spontaneous emission of quasi-2D Dion-Jacobson perovskite” 为题发表于Applied Physics Letters, 127, 213501, (2025)。
团队通过对比乙二胺、丁二铵、戊二胺三种不同链长有机阳离子，发现长链戊二胺可诱导可显著抑制相分离，形成高质量小n值相并显著抑制非辐射复合，ASE阈值从41.94 μJ/cm²降至7.67 μJ/cm²，实现阈值6.75 μJ/cm²、线宽0.49 nm、品质因子1093.8的单模分布式反馈激光，相关成果以“Chain length effect of large organic cations on the amplified spontaneous emission and lasing properties of quasi-2D Dion–Jacobson perovskites”为题发表于Applied Physics Letters, 128, 153501, (2026)。
上述系列研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南省高校科技创新人才支持计划等项目资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1063/5.0193556
https://doi.org/10.1063/5.0211938
https://doi.org/10.1063/5.0294533
https://doi.org/10.1063/5.0296533
https://doi.org/10.1063/5.0318927
（物理学院 周忠坡）