在《Nature》发光的魏展画团队： 三年磨一剑 实现零的突破

10 月 11 日，国际顶级学术刊物 Nature （《自然》）以背靠背的形式发布了两篇来自中国科研人员的重要成果，并发表了一篇长文评论。两篇论文均独立实现了钙钛矿 LED 外量子效率超过 20%，刷新了该领域的世界纪录，标志着中国科研人员在钙钛矿 LED 研究领域实现新的突破。

其中一篇，来自华侨大学“准 90 后”魏展画教授为主的科研团队；另一篇则来自南京工业大学黄维院士领衔的科研团队。

这位出生于 1989 年的“准 90 后”教授与其团队，到底做出了一个什么样的研究成果，为何能登上国际顶级学术刊物？他们又为之付出了怎样的努力？

刷新世界纪录

造出高效绿光钙钛矿LED

魏展画教授（左一）在实验室指导学生

魏展画团队在 Nature 在线发表的研究成果，在钙钛矿发光二极管（LED）研究领域取得重大突破：他们制备出了全球领先的高亮度、高量子转换效率的绿光钙钛矿 LED 器件，其外量子效率达到 20.3%，寿命超过 100 小时，刷新了该领域的世界纪录。

据称，这是钙钛矿电致发光领域取得的重大研究进展，将推动我国向发展具有自主知识产权的、价格低廉的显示和照明器件产业迈出重要的一步。

据了解，2014 年，英国剑桥大学的学者首次报道了能在室温下工作的近红外光和绿光的钙钛矿发光二极管，测得外量子效率（EQE）分别为 0.76% 和 0.1%。此后，钙钛矿发光二极管便吸引了越来越多的关注，目前报道的绿光最高外量子效率为 16% 多。

而魏展画团队的研究，则把外量子效率提到了 20.3%。“ 20% 是一条线，效率达到这个水平，说明有一定的产业化前景。制备出高效率的可见光钙钛矿 LED 器件，也意味着离产业化更近。”魏展画说。

据他介绍，发光二极管（LED）技术在生活中的应用无处不在，GaN、GaP 等纯无机半导体是第一代 LED，被广泛用于室内照明、显示屏背光源和拼接户外大尺寸显示屏等； 1987 年发明的有机发光二极管（OLED），已被用作室内照明、高端手机和电视屏幕等。

“钙钛矿 LED 和 OLED 很像，而且作为平面自发光器件成本更低，且具有质量轻、厚度薄、视角广、响应速度快等优点。它在色彩方面比 OLED 更加鲜艳，在屏幕显示和绿色健康灯光照明等方面具有广泛的应用前景。”魏展画说，与 LED 和 OLED 技术由日韩美把控不同，目前中国人引领着钙钛矿 LED 的研究：他们团队的最新研究刷新了可见光钙钛矿 LED 的世界记录，而同日发文的南京工业大学的研究，则刷新了近红外非可见光钙钛矿 LED 世界纪录。”

“钙钛矿 LED 器件要实现产业化，还有很多科研难题要解决，也有很长一段的路要走，但我们充满信心。”魏展画称。

前辈们都这么拼，

我们有什么理由不？

该篇发表在 Nature 上的论文“Perovskite Light-Emitting Diodes with External Quantum Efficiency Exceeding 20 percent”，华侨大学材料科学与工程学院魏展画教授为第一通讯作者，华侨大学博士生林克斌为第一作者，华侨大学为第一完成单位，新加坡南洋理工大学熊启华教授和加拿大多伦多大学 Edward H. Sargent 教授为共同通讯作者。

这一成果，标志着华侨大学在基础研究方面取得重要进展，在 Nature 发文实现零的突破。

论文登上 Nature 官方网站首页

2011 年，魏展画在香港科技大学攻读博士时，就开始跟着导师杨世和教授从事钙钛矿材料和太阳能电池的研究。2016 年加盟华侨大学独立建立课题组后，则更专注于钙钛矿 LED 的研究。短短时间便能取得突破，登上 Nature，这与他的求学经历以及导师的言传身教分不开。

榜样的力量是无穷的。“看到导师、师兄们都那么拼，我们有什么理由不拼呢？” 2011 年，从厦门大学化学系本科毕业后，魏展画便前往香港攻读博士。他说，导师几十年如一日地坚持科研，那种对科研的热情、勤奋朴实的作风、严谨的治学态度，深深地感染了自己。而他的师兄师姐毕业后大部分到高校从事科研，且取得了非常好的成绩，“比我年长的师兄好几个是‘青年千人’‘国家杰青’‘长江学者’了，还有‘准院士’，我没有理由不努力。”

就是在这样浓厚的学术氛围中，在如此多榜样的激励下，魏展画坚定了从事科研的决心，不断追求卓越的科研能力与素质。2015 年 9 月至 2016 年 7 月，他又到新加坡南洋理工大学数理科学学院从事博士后研究，师从熊启华教授，重点培养独立开展科学研究的能力。

博士及博士后期间，魏展画已在 Energy & Environmental、ScienceAngewandte Chemie 等期刊发表研究论文 10 余篇。

师生精诚合作

守得云开见月明

2016 年，魏展画回国，加入华侨大学材料科学与工程学院，继续从事钙钛矿材料的研究工作。

华侨大学为魏展画提供了 200 万元的科研启动经费，解决了其住房以及爱人工作等问题。校领导、院领导也十分关注并全力支持他，为其提供多方面的支持，让其能安心地从事教学科研。

在华侨大学，魏展画很快完成了由“学生”到“教师”的角色转化，也开始了“家—学校/课堂—实验室”三点一线看似单调的教学科研生活，并开启出一片新的天地：建实验室、搭团队、搞科研……

林克斌是魏展画教授的第一位硕博连读生，也是此篇 Nature 论文的第一作者。对于 2016 年考研能够调剂进入华侨大学读硕士，并且师从魏展画教授，他称自己是一个“幸运儿”：“如果没有魏老师的帮助和扶持，我不可能取得现在的成绩。看来，当初调剂的不幸却是我最幸运的事情啊。”他笑着说。

林克斌与魏展画教授

从实验室的装修到实验新设备的购进，再到新设备的调试和适应，以及不同公司药品在不同季节的反复实验调试，论文的撰写、修改、发表……和导师魏展画一路走来，林克斌亲眼见证了钙钛矿课题组的不易。“我们做效率的，从刚开始的零点几，到最后做到二十以上真的很不容易。仅仅从刚开始的零点几到个位数的增长，就用了大半年的时间。”直到 2017 年七八月份，他们的实验才有了一个小发现。“于是，那两个月就开始疯狂地做实验，终于有了效率达到 20.3% 的突破！”林克斌说。

“这期间，我也亲身感受到导师勤奋、耐心和严谨等重要品质。”林克斌坦言，自己的本科专业并不是化学，基础不好，但魏老师一直鼓舞他，激励他，“只要肯花时间，就一定会有收获”。

在导师言传身教的影响下，林克斌种下了自己的“科研梦”：未来在华大的三年，会跟着魏老师进行钙钛矿稳定性的深入研究，后续打算出国从事博士后研究，继续从事科研工作。

“特别感谢学校、学院的支持与帮助，为我提供了良好的教学科研环境。”在华侨大学这方沃土上，魏展画也有一个更大的“科研梦”：“希望有生之年在学术上能形成一个系统性、有深度、具备国际影响力的研究成果，让国内外一提起钙钛矿材料，就能想到我们团队。”

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来源：华侨大学校园网主页

作者：吴江辉

编辑：蔡君韬

监制：温雅彬

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