近日，聊城大学物理科学与信息工程学院刘才龙教授团队在极端条件物态调控方面取得系列新进展，相关成果分别发表在Adv. Sci.、Adv. Opt. Mater.、Appl. Phys. Lett.、APL Mater.、Ultrafast Science等国际期刊上。
进展一：钙钛矿材料中的载流子超快动力学行为一直以来备受关注。刘才龙教授团队利用高压原位稳态光致发光、稳态吸收和飞秒瞬态吸收光谱探测技术，对CsPbBr3量子点压致电子态转变、荧光猝灭和带隙演化中的超快动力学行为进行了实验探究。研究发现，高压原位飞秒瞬态吸收光谱可以有效区分混合电子态，并获得压力依赖的载流子超快动力学寿命，揭示了CsPbBr3量子点压致荧光猝灭和消失的微观物理机制。这项工作对于改善钙钛矿材料的光物理性能至关重要，为拓宽其在光电探测器、发光二极管和太阳能电池等领域的应用提供了重要的指导。相关研究成果以“Ultrafast Dynamics across Pressure-Induced Electronic State Transitions, Fluorescence Quenching, and Bandgap Evolution in CsPbBr3 Quantum Dots”（CsPbBr3量子点在压力诱导的电子态转变，荧光猝灭和带隙演化过程中的超快动力学）为题发表在《Advanced Science》（《先进科学》）上。2021级硕士生陈林和楚亚博士为共同第一作者，张海娃博士、郑州大学郭海中教授和刘才龙教授为共同通讯作者，聊城大学为第一署名单位。
电子转移速率的调控对提高电子转移系统的光电转换效率至关重要，近年来逐渐成为研究热点。刘才龙教授团队利用高压原位瞬态吸收光谱探测技术，提出了压力调控甲苯中InP/ZnS量子点-蒽醌（InP/ZnS QD-AQ）复合体系电子转移的影响机制。研究表明，从常压至0.9GPa，压致供-受体间距的减小可以有效促进InP/ZnS QD-AQ复合体系的电子转移过程；从0.9GPa至2.1GPa，InP/ZnS QD-AQ复合体系的电子转移过程被抑制是压致InP/ZnS量子点的量子限域效应和蒽醌分子的压致AIE效应共同作用的结果。此项工作为基于供-受体复合体系光电器件的发展提供理论依据，并将促进其在光电转换领域中的应用。相关成果以“Electron transfer tuned by pressure-dependent aggregation-induced emission in InP/ZnS quantum dot-anthraquinone complexes（通过压力依赖的聚集诱导发光调控InP/ZnS量子点-蒽醌复合体中的电子转移）”为题发表在《Applied Physics Letters》（《应用物理快报》）国际期刊上。2021级硕士生秦霞霞和张海娃博士为论文共同第一作者，楚亚博士、王庆林教授、郑州大学郭海忠教授和刘才龙教授为共同通讯作者，聊城大学为第一署名单位。
时间分辨瞬态吸收光谱测量技术在研究材料的发光或非辐射复合等激发态弛豫过程中具有重要的应用前景。压力被视为调控极端条件下材料载流子动力学过程的有效手段。刘才龙教授团队概述了高压原位瞬态吸收光谱的原理，总结了近年来利用高压原位瞬态吸收光谱实验技术探测不同超快动力学行为的最新研究进展，并对高压原位瞬态吸收光谱实验技术及应用进行了展望。相关成果以“A Review: Principles and Applications of High-Pressure in situ Time-Resolved Transient Absorption Spectroscopy（评论：高压原位时间分辨瞬态吸收光谱的原理和应用）”为题发表在Science出版集团期刊《Ultrafast Science》（《超快科学》）上。2021级硕士生秦霞霞为论文第一作者，张海娃博士、王庆林教授和刘才龙教授为共同通讯作者，聊城大学为第一署名单位。
进展二：压力可以通过影响晶体结构，实现对材料光学和电输运特性的调控。红荧烯作为一种典型的有机半导体材料，在有机场效应晶体管、有机发光二极管及有机光伏等领域具有巨大潜力。刘才龙教授团队利用最新搭建的高压原位光电测量装置观察到在压力作用下红荧烯的光致发光强度提升8倍，光电流增强2.5倍。结合理论研究发现，压力的施加能够有效地促进π-π堆积距离的缩短和侧方苯基的扭曲，从而引起带隙减小和光致发光及光电流的增强。此外，红荧烯经历的电子结构相变被证实是导致光致发光和光电流减弱的重要原因。此项研究通过将实验测量手段与理论计算相结合，全面探究红荧烯光电特性与晶体结构之间的关系，为光电器件性能的优化及新型光电材料的设计提供新思路。相关研究成果以“Pressure-Induced Enhancement of Photoluminescence and Photocurrent in Organic Semiconductor Rubrene（有机半导体红荧烯中的压致荧光和光电流增强）”为题发表在《Advanced Optical Materials》（《先进光学材料》）上。我院张海娃博士为论文第一作者，张国召博士、王庆林教授和刘才龙教授为共同通讯作者，聊城大学为第一署名单位。
Bi2S3具有低毒性、低合成成本、吸收系数及载流子迁移率高等优点，成为光电探测器的潜在候选者。然而，由于其电子-空穴复合速度快和光腐蚀等影响降低了其光敏行为。为克服这一挑战，刘才龙教授团队提出压力调控Bi2S3光电响应的方案。通过将高压原位光电流、变温电阻率、拉曼散射光谱、可见吸收光谱测量和理论计算方法相结合，系统研究了压力作用下Bi2S3的光电、电输运、振动模式和能带结构。研究发现，压力作用下Bi2S3显示出两种不同的光响应信号（正/负光电流），0.5~4.0GPa范围内光电流随压力的增加出现显著增强（最大值约为初始值的5.6倍）。在30.3GPa以上，Bi2S3呈现负光电流响应，可归因于压致金属化相变引起的光热效应。研究结果为调控Bi2S3的光电性能提供了新思路，为优化基于Bi2S3光电子器件提供了