香港大学（港大）工程学院机械工程系周慈勇教授团队近日在光电材料研究取得重大突破，首次破解二维钙钛矿材料的微观结构奥秘，为开发更高效节能的LED灯、太阳能板及量子通信设备提供关键技术支持。这项研究成果已刊登于国际权威期刊《美国化学会志》。研究由周教授及博士生宋玉梦主导，并与香港理工大学及南方科技大学的研究团队合作完成。

二维钙钛矿被誉为“光电材料新星”，兼具“吸光发电”（如太阳能板）和“通电发光”（如LED）双重特性。这种材料不仅轻薄、成本低，还能像印刷报纸一样大规模生产柔性电子器件。研究发现，通过调整其原子层结构，可精准控制材料的发光颜色和亮度，在节能照明和量子技术领域极具应用价值。

团队运用先进实验与理论模拟技术，比较Dion-Jacobson (简称DJ型）及Ruddlesden-Popper（简称RP型）两种不同结构的钙钛矿晶体，发现DJ型晶体的原子层会自然扭曲，形成类似“道路坑洞”的微小空隙，虽会降低亮度，却意外产生名为“Rashba效应”的量子现象。

研究证实，DJ型钙钛矿的结构扭曲打破材料对称性，使其能发射一种螺旋前进的“圆偏振光”。这种特殊光波犹如加密的旋转密码，可应用于防窃听光通信系统与量子计算储存元件。在研究的材料中，有机分子4-（氨甲基）呱啶阳离子（4AMP）的DJ相晶体表现出最强烈的结构扭曲和最显著的圆偏振光发光特性。虽现阶段其室温发光亮度受缺陷限制，但若能突破缺陷控制技术，将成为室温量子光源的理想候选材料。

周慈勇教授强调：“通过建立晶体结构与发光效率及高级光学功能之间的直接关联，本研究为实现特定性能目标的钙钛矿材料设计提供数据支持。研究团队期望相关技术应用于LED及太阳能电池等范畴，减少能量损耗、提升亮度及改善稳定性。”

研究以封面文章形式发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society ），文章标题为“Structure–Emission Property Relationship of Bilayer 2D Hybrid Perovskites”。