近日，大湾区大学物质科学学院刘莎研究员在兼具紫外光探测和忆阻性能的多功能光电器件研究方向取得新进展。相关研究成果以“Composition-Engineered (Csl),(Bil3), Perovskites forLead-Free Ultraviolet PhotodetectionMemristiveApplications” 发表在国际知名期刊Advanced Functional Materials上。大湾区大学物质科学学院刘莎研究员为论文最后通讯作者，河南大学刘梅月副教授为论文共同通讯作者。大湾区大学准博士研究生吕赵晨为论文第一作者。大湾区大学为论文第一通讯单位。 研究背景及成果 紫外探测器在环境监测、生物医学成像、火焰预警和空间通信等领域具有广泛应用。将紫外探测功能与忆阻功能结合起来，不仅能实现对紫外光的高灵敏响应，还可通过光刺激调控电导状态，从而赋予器件多功能感知与存储能力。铋（Bi）基钙钛矿因其较宽的带隙（1.6–3.1 eV）、较长的载流子扩散长度、优异的电阻切换（RS）特性、低毒性与高稳定性，在紫外探测器和忆阻器领域展现出巨大潜力。 基于这一背景，团队利用非化学计量的反应物(CsI)x(BiI3)y(表示为CBI)，在不引入外来杂质离子的情况下系统地设计材料组成。得益于ZnO热电效应与CBI光伏效应的协同作用，器件在x/y ≥ 3:2时，探测半峰宽窄至50 nm，比探测率高达2.23 × 10¹¹ Jones，展现出极高的紫外灵敏度。随着BiI3比例的增加，器件响应拓展至约550 nm，实现紫外-可见宽谱探测。同时，不同比例CBI器件展现出多样的电阻切换行为，部分器件在反向偏压下还表现出同步的RS与负微分电阻(NDR)特性。 本研究阐明了CBI组成在调控器件功能方面的关键作用，通过将光感与记忆集成于同一器件，可用于模拟人类视觉处理系统，契合人工智能的发展趋势。该策略可拓展至其他材料体系，用于构建多功能光电突触器件。这类光敏忆阻器在人工视觉系统、光神经突触和智能传感网络等领域展现出广阔应用前景，为神经拟态计算与边缘智能开辟了新的路径。 论文链接 https://doi.org/10.1002/adfm.202509759

近日，大湾区大学物质科学学院刘莎研究员在兼具高效率与高稳定有机太阳能电池研究方向取得新进展。相关研究成果以“Calix[8]arene-Tethered Dendritic Octamer Acceptor with Ultrahigh Molecular Weight Enables 20.7% Efficiency Organic Solar Cells with Exceptional Stability” 发表在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition上。大湾区大学物质科学学院刘莎研究员、香港科技大学（广州）的吴佳莹教授、华南师范大学的刘升建研究员以及广东技术师范大学的贾涛副教授为论文共同通讯作者。大湾区大学访问学生吴伦比为论文第一作者。大湾区大学为论文通讯单位。 研究背景及成果 聚合物太阳电池因其轻质、柔性、半透明以及可卷对卷溶液加工等独特优势广受关注。作为一种新兴的下一代光伏技术，聚合物太阳电池有望与硅基太阳电池技术形成有效互补，为构建多元化、智能化的光伏能源利用体系提供重要的技术支撑。然而，聚合物太阳电池在长期服役过程中所面临的稳定性问题，是制约其实际应用和商业化进程的核心瓶颈之一。尤其是活性层中的非富勒烯小分子受体在热或光照等外界应力作用下发生结晶诱导的形貌物理降解，被认为是导致器件性能滚降的主要原因。通过分子设计构建高分子量的受体材料，可有效降低分子扩散系数，有望实现兼具高效率与高稳定性的聚合物太阳电池器件。 基于此，团队通过支化分子设计策略，成功设计了分子量为14243 g/mol的新型树枝状八聚体分子，并作为电子受体用于构筑高效稳定的聚合物太阳电池。在分子层面，树枝状结构赋予分子独特的多维空间堆积方式以及多通道的电荷输运特性，有助于构建高效的载流子迁移网络；同时能够调控分子间的π–π堆积与相互作用，提升薄膜的分子有序性；从而有效调节分子的聚集行为，促进激子高效解离与电荷分离。 最终，基于C8-IC的二元有机太阳电池器件实现了18.7%的能量转换效率。此外，C8-IC还可作为高效的结晶调节剂引入三元体系，作为辅助受体实现了高达20.7%的器件效率，跻身当前单结有机太阳能电池的最高效率行列。得益于其高分子量特性以及树枝状结构诱导的增强相互作用，显著提升了材料的玻璃化转变温度，有效抑制分子扩散，基于C8-IC的三元器件表现出卓越的稳定性。该研究成果不仅验证了树枝化策略在开发高效且低扩散系数受体材料方面的有效性，也为构筑兼具高性能与高稳定性的聚合物太阳能电池提供了具有前瞻性的材料设计思路。 论文链接 https://doi.org/10.1002/anie.202506445

大湾区大学左小伟课题组联合中国科学院高能物理研究所、深圳技术大学、香港大学、东北大学及香港理工大学等合作单位，在高强马氏体钢塑韧化机制研究中取得重要进展。相关成果以“Nano grains-induced high tensile strength-plastic strain synergy in martensitic steel”为题，发表于国际塑性领域顶级期刊 International Journal of Plasticity。 大湾区大学物质科学学院、东莞市先进材料与大科学装置前沿交叉重点实验室及大湾区高等研究院为论文共同第一通讯单位。论文第一作者为该校物质科学学院万建全特任研究员，通讯作者为左小伟副教授。本工作获得了松山湖材料实验室开放课题的资助。 研究背景 高强度马氏体钢在工程应用中长期受限于强度与塑性的倒置关系。其中，高温铁素体（δ）相作为刚性脆性第二相，会引发局部应变不协调和应力集中，显著加剧这一矛盾。传统热机械处理难以有效调控δ相，而通过合金设计或工艺优化抑制δ相的现有策略，又常导致材料其他关键性能劣化。值得注意的是，δ相的存在可通过提高奥氏体层错能、阻碍马氏体相变等机制影响材料行为；另一方面，其溶解则可能促进纳米级马氏体形成并增强应变诱导相变倾向。当前研究的核心挑战在于：细晶强化虽能提高强度，但马氏体相变固有的高位错密度会限制位错存储能力，进而导致加工硬化不足。最新研究表明，纳米晶粒结构可能通过晶界介导的位错累积机制实现延迟加工硬化，这为突破传统马氏体钢的塑性瓶颈提供了新思路。 基于此，本研究提出一种创新工艺路线，旨在通过多阶段轧制与退火实现δ相溶解，并系统探究其对纳米马氏体组织演变及力学性能的影响机制。 研究成果 本研究以传统资源节约型马氏体钢（Fe-12Cr-11Ni-1.1Mo-1.7Ti-0.3Al-0.01C）为研究对象，创新性地开发了温轧-冷轧预处理工艺，成功降低了δ相的溶解壁垒。 通过采用800°C/120 min低温退火处理，首次在该类马氏体钢中实现了δ相的近乎完全溶解（残余量<0.5 vol.%）。基于此突破，研究团队成功制备出具有优异塑性变形能力的新型全马氏体钢。该新型钢具有独特的组织特征：以纳米级α′马氏体为基体，并含有高密度位错。 这种纳米晶粒结构通过其丰富的晶界网络，在大应变条件下促进了位错增殖，产生了显著的延迟加工硬化效应，有效抑制了颈缩现象，从而展现出卓越的综合力学性能：极限抗拉强度达1855±18 MPa（较含δ相钢提升36.4%），同时塑性应变达4.82±0.19%（提高约4倍），其强塑性协同显著优于同类材料。 本研究采用非合金化设计策略（即避免额外添加合金元素），成功突破了传统结构材料中强度与塑性的权衡关系。 研究成果不仅为先进钢铁材料的设计开发提供了新途径，而且在工程应用与科学理论层面均具有重要价值：在工程应用层面，成功制备出兼具超高强度和良好塑性的新型材料；在科学理论层面，为多相钢的组织精细调控与性能优化提供了新的理论指导。 课题组招聘 本课题组专注于先进金属结构材料研究，核心团队现有12名成员，包括特任研究员、博士后、联合培养博士生与硕士生以及访问研究生。 研究方向聚焦于基础材料科学及机器学习辅助材料设计与开发等前沿领域。 依托学院支持，课题组已建成系列先进研究平台： -  材料制备与加工平台： 激光粉末床熔融（L-PBF）增材制造系统、原位中子衍射高梯度定向凝固设备、冷坩埚电磁悬浮熔炼炉、高真空非自耗电弧熔炼炉、冷/热双辊轧机。 -  材料测试与分析平台：维氏硬度计、多物理场（热/电）纳米压痕仪、万能材料试验机、疲劳试验机（配备DIC数字图像相关系统）。 -  材料计算平台： 高性能计算集群及相关模拟软件。 诚邀对上述研究方向感兴趣的博士后、博士生及硕士生加入团队或开展合作研究，请联系：zuoxw@gbu.edu.cn。

大湾区大学物质科学学院于华课题组与昆明理工大学陈江照教授合作，在基于反式铯/甲脒(CsFA)的无甲铵钙钛矿太阳能电池方面取得新进展。相关成果以“Crystallization Modulation Comprehensive Defect Passivation by Carbonyl Functionalized Spacer Cation Towards High-Performance Inverted Perovskite Solar Cells”为题发表在《Angew》上。    研究背景及成果 众所周知，无甲铵钙钛矿太阳能电池在同时实现高功率转换效率和优异的稳定性方面具有巨大潜力。然而，不可控的结晶过程和较差的薄膜质量阻碍了光伏性能和运行稳定性的进一步提高。 鉴于此，研究提出了一种利用新型羰基功能化间隔阳离子协同调节钙钛矿结晶和晶界和界面缺陷的策略。将含有羰基功能化铵阳离子的L-丙氨酸苄酯盐酸盐(L-ABEHCl)加入钙钛矿前体溶液中，由于其与前体成分的强相互作用，增加了成核速率并降低了晶体生长速率，从而增加了晶粒尺寸和结晶度。使用L-ABEHCl作为添加剂不会形成2D钙钛矿，而使用L-ABEHCl后处理会形成2D钙钛矿。L-ABEHCl以有机盐的形式钝化晶界处的缺陷，以2D钙钛矿的形式钝化界面缺陷。因此，采用协同调制策略的反式器件实现了25.77%的最大效率（经认证的稳定效率为25.59%），这是迄今为止基于真空闪蒸法报道的最高效率之一。未封装的目标器件在连续2300小时的最大功率点跟踪后仍保持其初始效率的90.85%。 图1 通过 L-ABEHCl 进行结晶调制 图2  钙钛矿晶相的研究  图3 晶界和界面的结晶调制和协同钝化机制   图4 钙钛矿薄膜质量的表征     图5 载流子动力学研究  图6 光伏性能与长期稳定性

大湾区大学物质科学学院于华课题组与西南石油大学李海敏教授合作，在钙钛矿太阳能电池方面取得新进展。相关成果以“Optimized Crystallization via Ionic Liquid Engineering for Air-Fabricated Perovskite Solar Cells with Efficiency of 25.11%”为题发表在《Solar RRL》上。 研究背景及成果 在钙钛矿（PVK）前驱体溶液中，碘化铅（PbI₂）与有机阳离子的过早反应往往会导致薄膜质量下降。为缓解这一问题，将离子液体（IL）三氟甲磺酸吡啶鎓引入前驱体溶液中。三氟甲磺酸吡啶鎓与PbI₂之间的强相互作用促进了成核团簇的形成，有效降低了成核势垒并调控了钙钛矿的结晶过程，从而形成高质量、均匀的PVK薄膜。原位表征表明，预成核策略制备的PVK薄膜平均晶粒尺寸超过1μm。三氟甲基的疏水性可调节湿度，有助于在潮湿环境中实现钙钛矿结晶。这与水分通常产生的负面影响形成对比，水分会在钙钛矿结构中引发缺陷。因此，经IL改性的钙钛矿太阳能电池（PSC）在环境条件下实现了25.11%的卓越功率转换效率（PCE）。这些PSC在连续最大功率点（MPP）跟踪820小时后，仍保持其初始PCE的80.43%。此外，在室温下暴露于相对湿度（RH）为30%~50%的空气中1000小时后，器件保持其初始效率的87%，显示出在长期PSC应用中的出色空气稳定性。       图1 钝化分子的作用机制 图2  结晶调节的研究 图3 薄膜质量的研究    图4 器件的性能研究