近日，电子科学与技术学院吴挺竹教授团队在材料科学国际新刊《Microstructures》（影响因子：9）上发表综述“Emerging perovskite color converter for next-generation wireless communications”。该综述系统概述了基于钙钛矿量子点的颜色转换器应用于光无线通信的研究进展，应用场景涵盖室内白光通信、水下光通信以及紫外光通信等光无线通信分支领域。

图1 图片摘要：用于下一代无线通信的新兴钙钛矿颜色转换器

颜色转换器是光致发光白光光源中不可或缺的组件，与此同时，光无线通信系统正不断发展。当光无线通信系统与日常照明的白光灯具相结合时，传统色转换材料——荧光粉低下的调制带宽（几MHz）限制了数据传输速率。研发新型高带宽色转换材料时，卤化物钙钛矿量子点因其卓越的颜色纯度、高光致发光量子产率和纳秒级的响应时间受到关注。

近年来，支持高速光通信的钙钛矿量子点色转换器得到了持续发展。该综述聚焦于应用钙钛矿量子点色转换技术的光无线通信系统，包括激发光源的选择、钙钛矿量子点结构封装的优化、调制/多路复用技术以及无铅钙钛矿材料的开发等性能优化四大方面。其中，研究人员深入探索钙钛矿量子点的微观结构和载流子复合机制，采用多种措施（如聚合物包覆、玻璃嵌入、溶液分散等）以有效提升钙钛矿量子点的稳定性、发光效率和调制带宽。随着更先进的纳米工程开展，钙钛矿量子点的光致发光寿命已降低至纳秒级别，从而带来接近1 GHz的超高调制带宽，优于其他新型色转换技术（如CdSe量子点、有机发光物等）。

图2 不同封装下钙钛矿量子点的调制带宽总结

优异的钙钛矿量子点色转换器在多种光无线通信交叉应用中展示出可观的潜力。对于室内可见光通信，钙钛矿量子点与短波长半导体激发光源相结合，构成高质量、高带宽白光光源，使照明、光通信双功能合二为一。该方向的代表作包括陈忠/吴挺竹教授团队在光学领域权威期刊《Photonics Research》上参与发表的论文“CsPbBr₃ perovskite quantum-dot paper exhibiting a highest 3 dB bandwidth and realizing a flexible white-light system for visible-light communication”。此外，钙钛矿量子点色转换器的光通信应用，也涉及到水下无线光通信和紫外光通信领域。

图3 钙钛矿量子点应用于室内可见光通信

最后，该综述展望了钙钛矿量子点色转换光无线通信系统在未来的发展方向，主要为：包括激光二极管和微型LED（μLED）的激发光源改进，提高色转换系统带宽上限；钙钛矿量子点色转换器的微结构和封装策略持续优化，固相/液相两种路线的性能指标满足实用要求；不同维度和成分的无铅钙钛矿材料的探索，逐步过渡替代传统CsPbX₃钙钛矿，契合环境友好性。

厦门大学为该文章的第一署名单位，该项研究工作是在吴挺竹教授的指导下完成，24级硕士研究生刘睿枫和23级博士研究生严梓峻为论文共同第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金面上项目（62274138），福建省杰出青年基金（2023J06012），福建省科技计划区域发展项目（2024H4019），中央高校基本科研业务费专项资金（20720230029）等基金项目的支持。