一直從事半導體發(fā)光材料與器件研究，主要研究興趣為新型半導體發(fā)光材料中的缺陷行為及光物理。主持國家自然科學基金、教育部博士點基金、浙江省自然科學基金等多項研究課題，作為主要人員參加科技部973課題、國家自然科學基金重大研究計劃及重點項目、浙江省重點研發(fā)計劃等。

      迄今發(fā)表SCI論文180余篇，包括Nature Communications.、Science Advances、Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc.、ACS Nano、Adv. Sci.、Appl. Phys. Lett.等著名期刊。論文被SCI他引5300余次, H因子43。關(guān)于鉛鹵鈣鈦礦材料激子發(fā)光機理的研究工作在Nature Communications發(fā)表，并入選ESI高被引論文。1篇論文入選J. Phys. Chem. Lett. 期刊年度TOP Selected Papers，并被Science綜述論文引用。3篇論文被Small、J. Mater. Chem. C選為封面論文。應邀為Science China Materials、《物理學報》等期刊撰寫特約評論和專題綜述。作為主要成員獲浙江省科學技術(shù)（自然科學類）一等獎2項。擔任Nature、Adv. Mater., Mater. Today, Nano Energy等國際頂級期刊審稿人，Coatings (I.F.= 3.236) 期刊編委。

        教育及工作經(jīng)歷：

中國科技大學 材料物理學士（1998）、凝聚態(tài)物理博士（2004）

浙江大學 材料科學與工程博士后（2004-2006）

浙江大學 材料科學與工程學院副研究員、副教授（2007-2020）

香港城市大學 應用物理與材料科學系訪問學者（2009-2010）

浙江大學 材料科學與工程學院教授（2020-）

 

        開設本科生課程：

半導體發(fā)光材料與器件

能量轉(zhuǎn)換材料

 

       研究方向：

       半導體發(fā)光材料及器件。

        承擔科研項目情況：

       1.國家自然科學基金面上項目：準二維鈣鈦礦復合薄膜設計及其連續(xù)激射。2021.1-2024.12

2.國家自然科學基金面上項目：鉛鹵鈣鈦礦材料光輻照不穩(wěn)定性的機理研究。2018.1-2021.12

3.浙江省自然科學基金面上項目：有機無機雜化鈣鈦礦材料的激子復合研究。2017.1-2019.12

4.國家自然科學基金面上項目：缺陷對ZnO激子發(fā)光效率的影響機制。2014.1-2017.12

5.中央高�；�本科研業(yè)務費專項資金：ZnO穩(wěn)定高效p型摻雜與發(fā)光二極管研制。2014.3-2014.12

6.浙江省LED照明創(chuàng)新團隊子課題：GaN-LED芯片新技術(shù)。2011.4-2014.4

7.橫向課題：大面積高質(zhì)量石墨烯研發(fā)。2013.1-2015.2

8.中央高�；�本科研業(yè)務費專項資金（科研發(fā)展專項）：Na摻雜穩(wěn)定p型ZnO薄膜及LED研制。2012.4-2013.4

9.浙江省留學人員科技活動項目擇優(yōu)資助：一維ZnO納米結(jié)構(gòu)表面發(fā)光機理及調(diào)控研究。2011.1-2011.12

10.國家自然科學基金（青年基金）： 一維ZnO納米結(jié)構(gòu)表面發(fā)光機理及調(diào)控研究。2009.1-2011.12

12.教育部博士點基金（新教師基金）：ZnO同質(zhì)pn結(jié)室溫電致發(fā)光、深能級行為和載流子復合特性研究。2008.1-2010.12

13.浙江省自然科學基金：ZnO基LED的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料研究。2006.1-2007.12

14.中國博士后科學基金：Al-N共摻ZnO的光學性質(zhì)研究。2005.7-2006.7

 

出版專著：

1.Zheng Cui, Haiping He, Lei Liao, Qun Luo et al, Solution Processed Metal Oxide Thin Films for Electronic Applications. Elsevier, 2020.

2.朱麗萍，何海平。寬禁帶化合物半導體材料與器件。浙江大學出版社，2016.

3.Zhizhen Ye, Haiping He, Jianguo Lu, Liping Zhu. p-Type ZnO: Current Status and Perspective. in Handbook of Zinc Oxide and Related Materials. Ed. Zhechuan Feng, CRC Press, 2012.

4.葉志鎮(zhèn)，呂建國，張銀珠，何海平等：氧化鋅半導體材料摻雜技術(shù)與應用。浙江大學出版社，2009.

發(fā)表英文論文：

Yifeng Feng, Hongjin Li, Meiyi Zhu, Yun Gao, Qiuting Cai, Guochao Lu, Xingliang Dai,* Zhizhen Ye,* and Haiping He*. Nucleophilic Reaction-Enabled Chloride Modification on CsPbI3 Quantum Dots for Pure Red Light-Emitting Diodes with Efficiency Exceeding 26%. Angew. Chem. Int. Ed. (2024) e202318777

Yifeng Feng, Meiyi Zhu*, Qingli Cao, Hongjin Li, Xiaofang Zhu, Xinyi Lyu, Xingliang Dai*, Haiping He*, Zhizhen Ye. p-π Conjugated L-Type Ligand for Pure-Red Perovskite Light-Emitting Diodes. ACS Energy Lett. 9 (2024) 1125

Jiejun Zeng, Xiaoyue Sun, Yang Liu*, Wangxiao Jin, Siyu He, Xitong Zhu, Kai Niu, Guolong Sun, Jinyi Li, 

Haiping He, Tulai Sun, Zhizhen Ye*, Yizheng Jin*. Switchable interfacial reaction enables bright and stable deep-red perovskite light emitting diodes. Nature Photonics (2024) doi: 10.1038/s41566-023-01369-9

C. Fan, H. P. Liu, J. W. Zhou, X. L. Dai*, H. P. He*, Z. Z. Ye*, Ultrastable and Highly Efficient CsPbBr₃ Composites Achieved by Dual-matrix Encapsulation for Display Devices. InfoMat (2023) doi: 10.1002/inf2.12417

Fang Chen, Yanliang Liu, Dingshuo Zhang, Xinyi Jiang, Peiqing Cai, Junjie Si, Qianqing Hu, Zhishan Fang, Xingliang Dai*, Jizhong Song*, Zhizhen Ye, Haiping He*. Bilayer phosphine oxide modification toward efficient and large-area pure-blue perovskite quantum dot light-emitting diodes. Science Bulletin 68 (2023) 2354

X.Y. Jiang, G.C. Lu, X.Y. Wang, X.H. Wu, J. Li*, X.L. Dai*, Z.Z. Ye, H.P. He*, Mixing Dion–Jacobson and Ruddlesden–Popper Structures in Quasi-2D Perovskite Films for Thermal- and Photo-Stable Stimulated Emission. Advanced Optical Materials （2023）DOI：10.1002/adom.202300806

Li, HJ ; Gao, Y ; Ying, XJ ; Feng, YF ; Zhu, MY; Zhang, DS ; Lu, GC  ; Tao, R ; Cai, QT ; He, HP ; Dai, XL *; Ye, ZZ* ; Huang, JY*. In-situ reacted multiple-anchoring ligands to produce highly photo-thermal resistant CsPbI₃ quantum dots for display backlights. Chem. Eng. J. 454 (2023) 140038

C. Lin, K. Niu, Y. Qi, Y. Liu*, X. Zhu, S. He, Z. Zhou, Y. Jin, H. He*, Z. Ye*, Dimension tailoring via antisolvent enables efficient perovskite light-emitting diodes. Materials Today Nano 17 (2022) 100170 

J. Li, D. Zhang, Y. Gao, X. Wu, C. Fan, H. Li, Q. Cui, X. Dai*, H. He*, Z. Ye*. Hole Transport Layer Modification for Highly Efficient Divalent Ion-Doped Pure Blue Perovskite Light-Emitting Diodes. Advanced Optical Materials （2022）DOI：10.1002/adom.202201883

H. Tian,X. Jiang,T. Li,M. Yan,L. Xu,G. Lu,Y. Zhang,H. Zhu*,H. He*,D. Yang,Y. Fang*. Vacuum-Vapor-Deposited 0D/3D All-Inorganic Perovskite Composite Films toward Low-Threshold Amplified Spontaneous Emission and Lasing. Small (2022) DOI：10.1002/smll.202204752

G. C. Lu, Z. H. Chen, Z. S. Fang, H. J. Li, Y. Gao, C. Lin, X. L. Dai, Z. Z. Ye*, H. P. He*. Mixed halide perovskite films by vapor anion exchange for spectrally stable blue stimulated emission. Small 17 (2021) 202103169 (Inside cover highlight)

J. Y. Cui, Y. Liu, Y. Z. Deng, C. Lin, Z. S. Fang, C. S. Xiang, P. Bai, K. Du, X. B. Zuo, K. C. Wen, S. L. Gong, H. P. He, Z. Z. Ye*, Y. N. Gao, H. Tian, B. D. Zhao, J. P. Wang, Y. Z. Jin*. Efficient light-emitting diodes based on oriented perovskite nanoplatelets. Science Advances 7 (2021) eabg8458

B. B. Su, H. P. He*, H. H. Zhang, X. H. Pan, Z. Z. Ye. Photoluminescence properties of ZnO/ZnMgO multiple quantum wells under high excitation. Superlattices and Microstructures 139 (2020) 106418

Y. F. Miao, K. You, N. N. Wang, W. Zou, M. M. Xu, Y. Cao, Y. Sun, R. Yang, Y. Wang, Y. F. Tong, W. J. Xu, L. D. Zhang, R. Z. Li, J. Li, H. P. He, Y. Z. Jin, F. Gao, W. Huang, J. P. Wang*. Stable and bright formamidinium-based perovskite light-emitting diodes with high energy conversion efficiency. Nature Commun. 10 (2019) 3624

X. L. Xu, H. P. He,*  J. Li, Z. S. Fang, L. Gan, L. X. Chen, Z. Z. Ye.* Embedded two dimensional perovskite nanoplatelets with air-stable luminescence. ACS Appl. Mater. Interf. 11 (2019) 8436

Z. F. He, Y. Liu, Z. L. Yang, J. Li, J. Y. Cui, D. Chen, Z. S. Fang, H. P. He,* Z. Z. Ye,* H. M. Zhu, N. N. Wang, J. P. Wang, Y. Z. Jin*. High-efficiency Red Light-emitting Diodes Based on Multiple Quantum Wells of Phenylbutylammonium-cesium Lead Iodide Perovskites. ACS Photonics 6 (2019) 587

J. Li, W. Zhou, L. Jiang, Z.S. Fang, Z. L. Yang, C. Lin, X. L. Xu, Z. Z. Ye, H. M. Zhu*, H. P. He*, Highly compact and smooth all-inorganic perovskite films for low threshold amplified spontaneous emission from additive-assisted solution processing. J. Mater. Chem. C (2019)  DOI: 10.1039/C9TC05090F

H. R. Lou, Z. Z. Ye, H. P. He*. Recent advances in photo-stability of lead halide perovskites. Acta Physica Sinica 68 (2019) DOI: 10.7498/aps.68.20190324 （Invited review）

Z. S. Fang, H. P. He*, L. Gan, J. Li, Z. Z. Ye. Understanding the Role of Lithium Doping in Reducing Nonradiative Loss in Lead Halide Perovskites. Adv. Sci. 5 (2018) 1800736  

Z. Z. Ye, H. P. He, L. Jiang. Co-doping: an effective strategy for achieving stable p-type ZnO thin films. Nano Energy 52 (2018) 527

J. Li, L. H. Luo, H. W. Huang, C. Ma, Z. Z. Ye, J. Zeng, H. P. He,* 2D behaviors of Excitons in Cesium Lead Halide Perovskite Nanoplatelets. J. Phys. Chem. Lett.  8 (2017) 1161-1168 (TOP Selected Papers in the Physical Chemistry of Energy Materials 2016-2017）

J. Li, L. Gan, Z. S. Fang, H. P. He,* Z. Z. Ye. Bright tail states in blue-emitting ultrasmall quantum dots. J. Phys. Chem. Lett.  8 (2017) 6002-6008 

L. Gan, J. Li, Z. S. Fang, H. P. He,* Z. Z. Ye. Effects of organic cation length on exciton recombination in two-dimensional layered lead iodide hybrid perovskite crystals. J. Phys. Chem. Lett.  8 (2017) 5177-5183

J.J. Si, Y. Liu, Z. F. He, H. Du, K. Du, D. Chen, J. Li, M. M. Xu, H. Tian, H. P. He, D. W. Di, C. Q. Lin, Y. C. Cheng, J. P. Wang, Y. Z. Jin, Efficient and High-Color-Purity Light-Emitting Diodes Based on In Situ Grown Films of CsPbX₃ (X = Br, I) Nanoplates with Controlled Thicknesses. ACS Nano 11 (2017) 11100-11107

Z. Wang, L. Gan, H. P. He,* Z. Z. Ye. Free-standing atomically-thin ZnO layers via oxidation of zinc chalcogenide nanosheets. ACS Appl. Mater. Interf. 9 (2017) 13537-13543

J. Li, Q. Q. Yu, B. Lu, H. P. He,* Z. Z. Ye. Ambience dependent photoluminescence reveals the localization and trap filling effects in CH₃NH₃PbI_3-xCl_x perovskite films. J. Mater. Chem. C 5 (2017) 54-58

Junjie Si, Yang Liu, Nana Wang, Meng Xu, Jing Li, Haiping He*, Jianpu Wang*, Yizheng Jin,* Green light-emitting diodes based on hybrid perovskite films with mixed cesium and methylammonium cations. Nano Res. 10 (2017) 1329-1335

H. W. Huang, M. Liu, J. Li, Z. Z. Ye, H. P. He*, J. Zeng*, Atomically Thin Cesium Lead Bromide Perovskite Quantum Wires with High Luminescence. Nanoscale 9 (2017) 104-108

H.P. He,* Y. Zhu, M. Lei, Z. Z. Ye. Acceptor evolution in Na-implanted a-plane bulk ZnO revealed by photoluminescence. J. Appl. Phys. 122 (2017) 095701

He HP,* Yu QQ, Li H, Li J, Si JJ, Jin YZ, Wang NN, Wang JP, He JW, Wang XK, Zhang Y, Ye ZZ. Exciton localization in solution-processed organolead trihalide perovskites. Nature Commun. 7 (2016) 10896 (ESI高被引論文）

 J. Li, J. J. Si, L. Gan, Y. Liu, Z. Z. Ye, H. P. He*, Simple approach to improving the amplified spontaneous emission properties of perovskite films. ACS Appl. Mater. Interfaces  8 (2016) 32978

 L. Gan, H. P. He*, Z. Z. Ye, Distinctive excitonic recombination in solution-processed layered organic-inorganic hybrid two-dimensional perovskites. J. Mater. Chem. C 4 (2016) 10198 (Cover Highlight)

Jianpu Wang, Nana Wang, Yizheng Jin,* Junjie Si, Zhi-Kuang Tan, Hui Du, Lu Cheng, Xingliang Dai , Sai Bai, Haiping He, Zhizhen Ye, May Ling Lai, Richard H. Friend, and Wei Huang*, Interfacial Control Toward Efficient and Low-Voltage Perovskite Light-Emitting Diodes. Adv. Mater. 27 (2015) 2311

Sun LW, He HP,* Ye ZZ. All-wurtzite ZnO/ZnSe Hetero-nanohelix: Formation, Mechanics and Luminescence. Nanoscale 7 (2015) 7299-7306

Gan L, Sun LW, He HP,* Ye ZZ. Tuning the photoluminescence of porous silicon nanowires by morphology control. J. Mater. Chem. C 2 (2014) 2668 (Front Cover Highlight) 

Hu L, Zhu LP,* HE HP,* Ye ZZ. Optical demagnetization in defect-mediated ferromagnetic ZnO:Cu films. Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 062405

Hu L, Zhu LP,*  He HP,* GuoYM, Pan GY, Jiang J, Jin YZ, Sun LW, Ye ZZ. Colloidal chemically fabricated ZnO:Cu based photodetector with extended UV-visible detection waveband. Nanoscale 5 (2013) 9577

Hu L, Huang J, He HP,* Zhu LP,* Liu SJ, Jin YZ, Sun LW, Ye ZZ. Dual donor (Zni and Vo) mediated ferromagnetism in copper-doped micron-scale polycrystalline films: a thermally driven  defect modulation process. Nanoscale 5 (2013) 3918

Wang YJ, He HP,* Zhang YL, Sun LW, Hu L, Wu KW, Huang JY, Ye ZZ. Metal enhanced photoluminescence from Al-capped ZnMgO films: the roles of plasmonic coupling and non-radiative recombination. Appl. Phys. Lett. 100 (2012) 112103

Wu KW, He HP,* Lu YF, Huang JY, Ye ZZ. Dominant free exciton emission in ZnO nanorods. Nanoscale 4 (2012) 1701 

He HP, Lin SS, Yuan GD, Zhang LQ, Luo LB, Zhang WF, Cao YL, Ye ZZ, Lee ST. Single-Crystalline Sodium-Doped p-Type ZnO and ZnMgO Nanowires via Combination of Thin-Film and Nano Techniques. J. Phys. Chem. C  115 (2011)  19018

He HP, Liu C, Sun LW, Ye ZZ. Temperature-dependent photoluminescence properties of porous silicon nanowire arrays. Appl. Phys. Lett. 99 (2011) 123106

He HP, Yang Q, Liu C, Sun LW, Ye ZZ, Size-dependent surface effects on the photoluminescence in ZnO nanorods. J. Phys. Chem. C  115 (2011) 58

Liu C, He HP,* Sun LW, Yang Q, Ye ZZ, and Chen LL. Acceptor-related emissions in indium-doped ZnO nanorods. J. Appl. Phys. 109 (2011) 053507 

Yang YF, Jin YZ, He HP, Wang QL, Tu Y, Lu HM, Ye ZZ, Dopant induced shape evolution of colloidal nanocrystals: The case of zinc oxide. J. Am. Chem. Soc. 132 (2010) 13381

Lin SS, Hong JI, Song JH, Zhu Y, He HP, Xu Z, Wei YG, Ding Y, Synder RL, Wang ZL, Phosphorus doped Zn1-xMgxO nanowire arrays. Nano. Lett. 9 (2009) 3877

He HP, Ye ZZ, Lin SS, Zhao BH, Huang JY, Tang HP, Negative thermal quenching behavior and long luminescence lifetime of surface-state related green emission in ZnO nanorods. J. Phys. Chem. C 112 (2008) 14262

Ye ZZ, Chen LL, Zhao BH, He HP,* Photoluminescence in heavily doped ZnO:N:In films. Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 231913

Zhang YZ, He HP,* Jin YZ, Zhao BH, Ye ZZ, Tang HP, Reduced bound exciton and surface exciton emissions in Al-doped ZnO nanorods exposed to ambient air.  J. Appl. Phys. 104 (2008) 103529

He HP, Tang HP, Ye ZZ, Zhu LP, Zhao BH, Wang L, Li XH, Temperature-dependent photoluminescence of quasi-aligned Al-doped ZnO nanorods, Appl. Phys. Lett. 90 (2007) 023104 

He HP, Ye ZZ, Lin SS, Tang HP, Zhang YZ, Zhu LP, Huang JY, Zhao BH. Determination of the free exciton energy in ZnO nanorods from photoluminescence excitation spectroscopy. J. Appl. Phys. 102 (2007) 013511 

He HP, Zhuge F, Ye ZZ, Zhu LP, Wang FZ, Zhao BH, Huang JY. Strain and its effect on optical properties of Al-N codoped ZnO films. J. Appl. Phys. 99 (2006) 023503

學術(shù)交流：

1.He HP, Li J, Huang HW, Zeng J, Ye ZZ. Exciton Behaviors of Highly Luminescent CsPbBr3 Perovskite Nano-materials. Oral Presentation. The 24th Congress of the International Commision for Optics (ICO-24). Aug. 21-25, 2017, Tokyo, Japan. 

2.何海平，李靜, 葉志鎮(zhèn). 鉛鹵鈣鈦礦中的激子復合特性。邀請報告。第21屆全國半導體物理學術(shù)會議，2017.7.19-21，南京

3.Zhu Y, Hu JJ, Ye ZZ, He HP*. Comprehensive Photoluminescence Studies on the 1.97 eV Red Emission from Aluminium-Doped ZnO Films. Poster. 9th International Workshop on Zinx Oxide and Related Materials. Oct. 31-Nov. 2, 2016, Taipei, China. 

4.He HP, Duan HF, Ye ZZ. Band Tail Induced Photoluminescence Broadening in Heavily-Doped n-Type ZnO Nanowires. Poster. The 17th International Conference on II-VI Compounds and Related Materials. Sept. 11-17, 2015, Paris, France.

5.He HP, Ye ZZ, Li XB. Optical signature of zinc vacancy-related complex shallow acceptor in indium-doped ZnO nanowires. Oral presentation. 8th International Workshop on Zinx Oxide and Related Materials. Sept. 7-11, 2014, Niagara Falls, Canada.

6.何海平，劉慧斌，王征，黃靖云，葉志鎮(zhèn)。Na離子注入單晶ZnO中受主的光譜學研究。口頭報告。第6屆全國氧化鋅學術(shù)會議，2013.12.5-7，廈門

7.He HP, Lin SS, Ye ZZ, Lee ST.  Coaxial p-n homojunction ZnO nanowire arrays via combination of thin-film and nano techniques. Invited Talk. 12th IUMRS International Conference on Advanced Materials. Sept. 22-28, 2013, Qingdao.

8.He HP, Duan HF, Sun LW, Ye ZZ. Trap states and donor/acceptor levels in ZnO revealed by temperature-dependent photoluminescence. Oral Presentation. 12th IUMRS International Conference on Advanced Materials. Sept. 22-28, 2013, Qingdao. 

9.He HP, Duan HF, Song SY, Chen C, Ye ZZ. Violet luminescence bands in Donor and Acceptor-doped ZnO nanowires. Oral Presentation. The 16th International Conference on II-VI Compounds and Related Materials. Sept. 9-13, 2013, Nagahama, Japan.

10.何海平，段宏峰，陳匆，葉志鎮(zhèn)。施主摻雜ZnO納米線中的紫光發(fā)光�？陬^報告。第19屆全國半導體物理學術(shù)會議，2013.7.14-18，威海。

11.何海平，孫陸威，段宏峰，葉志鎮(zhèn)。ZnO中多種深能級發(fā)光研究�？陬^報告。第13屆全國發(fā)光學學術(shù)會議，2013.4.20-23，南京。

12.He HP, Sun LW, Hu L, Ye ZZ. Carbon-nitrogen complex and its effect on the electrical proerpties of nitrogen-doped ZnO nanowires. Poster. The 7th International Workshop on Zinc Oxide and Related Materials. Sept. 11-14, 2012, Nice, France

13.何海平，胡亮，葉志鎮(zhèn)。ZnO中3.31eV發(fā)光峰(A線)的指認及其對帶邊發(fā)光的影響。口頭報13.告。第5屆全國ZnO學術(shù)會議，2011.11.4-6，深圳。

14.王彥杰，何海平*，葉志鎮(zhèn)。金屬表面等離激元增強ZnO/ZnMgO單量子阱紫外發(fā)光。口頭報告。第5屆全國ZnO學術(shù)會議，2011.11.4-6，深圳。 

15.何海平，胡亮，葉志鎮(zhèn)。3.31eV發(fā)光峰對ZnO室溫帶邊發(fā)光的影響。口頭報告。第18屆全國半導體物理學術(shù)會議，2011.8.20-26，呼和浩特。

16.He HP, Yang Q, Liu C, Sun LW, Ye ZZ. Surface states-related photoluminescence properties of ZnO nanorods with different sizes. Oral Presentation. 11th IUMRS International Conference in Asia, Sept. 25-28, 2010, Qingdao.

17.He HP, Ye ZZ, Tang HP. Dynamics of Surface-state Related Green Emission in ZnO Nanorods. Oral Presentation. MRS International Materials Research Conference, June 8-12, 2008, Chongqing.

18.He HP, Ye ZZ, Chen LL, Zhu LP, Zhao BH. Band-to-band emission from ZnO films codoped with In and N. Poster. 13 th International Conference on II-VI Compounds. Sept. 10-14, 2007, Jeju, Korea

獲浙江省自然科學一等獎2項

1.基于納米管、納米線的低維結(jié)構(gòu)材料可控生長與應用基礎(chǔ)研究 2007 本人排名7/13

2.氧化鋅基材料的能帶結(jié)構(gòu)與光電性能調(diào)控機理及應用 2012 本人排名4/13

 ——記浙江大學材料科學與工程學院教授何海平

 2024-02-01

 

鈣鈦礦，最初指一種由鈦酸鈣組成的天然礦物，后來指滿足ABX3結(jié)構(gòu)（A和B是兩種陽離子，X是陰離子）的化合物家族。其中，鹵化物鈣鈦礦是一種新型半導體光電材料。2009年日本科學家制備出全球第一個鹵化物鈣鈦礦太陽能電池器件，讓鈣鈦礦獲得了極大關(guān)注。 

2009年到2012年，鈣鈦礦展示了在光伏領(lǐng)域的可觀前景，相關(guān)研究如火如荼。而一直從事半導體發(fā)光材料研究、時為浙江大學材料科學與工程學院副教授的何海平，卻瞄準了鈣鈦礦的另一種性能——發(fā)光。他解釋道：“鹵化物鈣鈦礦半導體擁有絕佳的光電性能，可以將光轉(zhuǎn)換為電，也可以將電轉(zhuǎn)換為光，前者可以應用到光伏領(lǐng)域，后者則可以應用到發(fā)光顯示領(lǐng)域。” 

2012年，何海平投身鈣鈦礦發(fā)光研究。至今十余年，他見證了鈣鈦礦從實驗室走向建產(chǎn)線、出產(chǎn)品、展應用的艱難而令人振奮的全過程。其間，他和團隊在葉志鎮(zhèn)院士的帶領(lǐng)下，克服重重挑戰(zhàn)，首創(chuàng)全固態(tài)鈣鈦礦量子點及發(fā)光母粒制備技術(shù)，突破了鈣鈦礦量子點發(fā)光穩(wěn)定性關(guān)鍵難題。2023年7月，鈣鈦礦量子點發(fā)光材料和顯示用擴散板產(chǎn)線建成。如今，凝結(jié)團隊無數(shù)汗水和心血的學術(shù)成果正飛馳在產(chǎn)業(yè)落地的“最后一公里”上，何海平期待鈣鈦礦為顯示市場帶來新的活力和驚喜，為“視”界增添繽紛亮麗的色彩。 

獨辟蹊徑 讓鈣鈦礦穩(wěn)定發(fā)光 

在進入鈣鈦礦領(lǐng)域之前，何海平已在半導體發(fā)光材料研究領(lǐng)域摸爬滾打13年，積累了比較豐富的經(jīng)驗。 

2004年，何海平從中國科技大學獲得博士學位后，加入了浙江大學材料科學與工程學院硅材料國家重點實驗室（現(xiàn)硅及先進半導體材料全國重點實驗室）葉志鎮(zhèn)教授（2019年當選中國科學院院士）課題組。葉志鎮(zhèn)教授自1988年就確立了浙江大學半導體薄膜研究方向，長期致力于寬禁帶半導體氧化鋅等無機光電薄膜材料及關(guān)鍵技術(shù)研究。“葉老師開辟了浙江大學的半導體薄膜研究方向，開創(chuàng)國內(nèi)半導體氧化鋅薄膜摻雜研究先河。而氧化鋅材料最受期待的應用就是發(fā)光，這些都與我求學時的研究興趣和方向相契合。”在何海平眼中，葉志鎮(zhèn)教授身上有一種百折不撓、全力探究的科學精神。無論多么困難的課題，他總是堅定地推進，樂觀地探索，不斷嘗試各種辦法。這種敬業(yè)精神深深感染著何海平。 

2012年，在鈣鈦礦作為一種新型半導體光伏材料方興未艾的時候，葉志鎮(zhèn)院士領(lǐng)導組建了鈣鈦礦發(fā)光研究團隊，何海平是其中的骨干成員。“相比傳統(tǒng)半導體材料，鈣鈦礦的制備采用溶液工藝，更為簡便。鈣鈦礦的原料也并不稀有。”于是，研究的難點集中在性能的提升。 

顯示技術(shù)從20世紀中葉發(fā)展以來，已相繼出現(xiàn)了液晶顯示（LCD）、有機發(fā)光二極管（OLED）等技術(shù)，正走向量子點顯示時代。2023年諾貝爾化學獎頒給“發(fā)現(xiàn)和合成量子點”的3位科學家，更是引起各界對量子點顯示應用的極大關(guān)注。量子點顯示的主要優(yōu)勢在于能夠發(fā)出高效、高純度紅綠藍光，極大提升顯示畫質(zhì)。但目前使用的量子點發(fā)光材料要大規(guī)模應用，還存在至少3個挑戰(zhàn)：一是含有重金屬鎘，存在環(huán)保問題；二是核心技術(shù)和專利大多掌握在外國手中；三是產(chǎn)業(yè)化應用仍存在穩(wěn)定性問題。與此相比，鈣鈦礦發(fā)光量子點不含鎘，由我國自主研發(fā)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。此外，鈣鈦礦量子點不僅顯示性能極高，色域可大于140%NTSC（美國國家電視標準），成本也更低。 

然而，常規(guī)液相法合成的鈣鈦礦量子點在顯示產(chǎn)品制造及應用時，難以承受高溫、高濕、強藍光輻照等苛刻的條件。因此，必須開發(fā)鈣鈦礦量子點制備新技術(shù)和新工藝，以解燃眉之急。但鈣鈦礦在優(yōu)異的光電性能之外，卻有一個致命缺陷——低穩(wěn)定性。如何在保證發(fā)光效率的同時，提升鈣鈦礦量子點穩(wěn)定性呢？何海平和同事們開始一次次不懈地嘗試和探索。 

最終，團隊首創(chuàng)雙基質(zhì)包覆全固態(tài)量子點制備技術(shù)，一舉克服了鈣鈦礦量子點發(fā)光的穩(wěn)定性難題。這一技術(shù)采用高溫制備，控制鈣鈦礦量子點的結(jié)晶過程，提升熱穩(wěn)定性；采用雙基質(zhì)包覆方式，提升鈣鈦礦量子點的水、光穩(wěn)定性。“這種雙包覆的方式，我們形象地稱之為‘石榴結(jié)構(gòu)’。量子點像一顆顆石榴子一樣，先被果肉包覆，后又被外層的石榴皮包覆，將影響其穩(wěn)定性的水、氧隔絕在外，并有效抑制因光照和加熱產(chǎn)生的缺陷。”團隊歷經(jīng)多次迭代和優(yōu)化，他們不斷提升量子點綜合性能。在這過程中，也不斷加深了對鈣鈦礦材料及其發(fā)光的認識，并將這些認識擴展到鈣鈦礦LED器件研究中，先后4次刷新了鈣鈦礦LED發(fā)光效率的世界紀錄。團隊多篇論文在《自然光子學》（Nature Photonics）、《自然通訊》（Nature Communications）、《科學進展》（Science Advances）、《信息材料》（InfoMat）等期刊發(fā)表。 

實驗室的果實沉甸甸地掛在枝頭，接下來，需要做的就是精心加工，把它們送到市場上去。為推動鈣鈦礦量子點成果轉(zhuǎn)化，團隊在浙江大學溫州研究院的孵化下，成立了溫州鋅芯鈦晶科技有限公司，專注于鈣鈦礦發(fā)光量子點材料及其先進顯示應用，自主設計開發(fā)放大生產(chǎn)工藝，建立了全球首條全固態(tài)鈣鈦礦量子點產(chǎn)線，可實現(xiàn)單批次公斤級規(guī)模生產(chǎn)；鈣鈦礦量子點發(fā)光母粒和擴散板經(jīng)230℃高溫熔融擠出成型后，發(fā)光依然保持穩(wěn)定。成果被浙江省科技廳評為省重大科技成果。如今，第一代鈣鈦礦量子點擴散板產(chǎn)品可將普通液晶顯示NTSC色域從70%提升到95%，正在開發(fā)的第二代產(chǎn)品可將色域進一步提升到130%以上。除了液晶電視外，鈣鈦礦量子點可望應用于車載顯示、手機、可穿戴設備顯示等場景，未來甚至可應用于量子點LED主動發(fā)光顯示，是一項前景廣闊的顛覆性技術(shù)。 

錘煉優(yōu)秀產(chǎn)品 添彩中國智造 

“惟精惟一”，這是何海平十分喜歡的一句話�？茖W研究道阻且長，唯有用功精深、用心專一，才能有所收獲。 

對于鈣鈦礦產(chǎn)業(yè)化應用，何海平感觸最深的一點就是，對成本、生產(chǎn)過程和市場需求的考慮更多了。“從前在實驗室，解決的通常是單個問題。但是要市場應用，卻必須考慮多種性能的綜合和平衡，形成相對成熟的產(chǎn)品。而有時為了實現(xiàn)這種平衡，必須舍棄一些在實驗室中經(jīng)反復研究才找到的優(yōu)秀方案。比如，在我們提升量子點穩(wěn)定性的方案中，有一個方案的穩(wěn)定性其實是最好的。但偏偏這個方案的工藝過程不符合量產(chǎn)條件，只能被迫放棄。”那種忍痛割愛的心情，何海平至今難忘。這件事也時刻提醒著他，做科研與做產(chǎn)品的不同。“在實驗室里，可以天馬行空地探索，而當有了一個產(chǎn)業(yè)化的目標，就必須收起那份不羈，跟隨市場需求，錘煉優(yōu)秀產(chǎn)品，堅定不移地走下去。” 

2004年以來，何海平在葉志鎮(zhèn)院士的團隊中從事科研已經(jīng)十九載。對何海平來說，葉志鎮(zhèn)院士既是德高望重的前輩，也是言傳身教的貴人。“葉老師常掛在嘴邊的一句話，就是‘只為成功找方法，不為失敗找理由’。很多時候即便吃飯、走路或閑暇時，他都在思考問題，樂此不疲；他看問題既深入長遠，又關(guān)注細節(jié)，總能發(fā)現(xiàn)別人發(fā)現(xiàn)不了的問題。”葉志鎮(zhèn)院士的這些表現(xiàn)都在潛移默化地影響著團隊里的氛圍，何海平更是深受熏陶。 

目前，葉志鎮(zhèn)院士領(lǐng)銜的團隊中人才濟濟，研究互補，合作緊密。“其中，我和戴興良研究員組成了一個課題小組，他是浙江大學‘百人計劃’研究員，同時也負責公司的研發(fā)，是一位十分優(yōu)秀的青年才俊。此外，我們課題組與化學系的金一政教授保持著長期合作。金教授是量子點與鈣鈦礦發(fā)光顯示領(lǐng)域的著名專家。”依托浙江大學一流的平臺和資源，團隊充分聯(lián)動產(chǎn)學研，在研究生培養(yǎng)上，也采用前瞻課題與實際應用相結(jié)合的方式，加深學生“把論文寫在祖國大地上”的意識。未來，何海平希望與各界同仁一道努力，研發(fā)出更多性能優(yōu)異、適應多個應用場景且兼顧未來發(fā)展趨勢的鈣鈦礦發(fā)光材料和產(chǎn)品，添彩“視”界、添彩中國智造。

 來源：科學中國人 2024年第1期