近日，我室研究生刘佳佳（第一作者）和谭林玲（通讯作者）在Optics Express期刊上发表了题为“Compositional tailoring via source doping for intense NIR photoluminescence in solution-processed Er³⁺:As₂Se₃ thin films”的文章，文章链接：https://doi.org/10.1364/OE.579752。

       稀土掺杂硫系化合物薄膜是柔性光电集成器件的核心材料，在光通信、精密计量、光学传感等领域具备极大的应用潜力。针对硒基玻璃长期存在的溶解难题，本研究开发了一种基于乙二胺的优化溶剂体系，成功实现了As₂Se₃在有机胺溶剂中的高效溶解，溶解度最高可达 0.78g/mL。依托这一突破，我们设计了一种兼具高度均匀和可重复的旋涂工艺，用于薄膜的制备。通过精确控制退火温度和Er³⁺掺杂浓度，首次实现了Er³⁺掺杂As₂Se₃薄膜在1.5µm处的近红外光致发光(PL)，当Er³⁺的摩尔分数为3%时，发光性能最佳。此外，采用源溶液掺杂策略来调整薄膜成分，揭示了在As₂Se₃前驱体溶液中引入Se或As对Er³⁺掺杂薄膜发光效率的关键调控作用。该研究为高性能硫系发光薄膜的制备提供了可靠且可规模化的技术方案，有望推动其在下一代光子器件中的广泛应用。

图1.(a) 不同硫系玻璃在不同溶剂中的溶解度；(b) As₂Se₃在正丁胺和乙二胺溶剂中的溶解行为。

图2.不同温度下热处理的3Er-As₂Se₃薄膜的 (a) 扫描电子显微镜图像 (b) 横截面厚度分析 (c) 具有结构归属的解卷积拉曼峰 (d) 在980 nm激光激发下的不同Er³⁺掺杂量的As₂Se₃薄膜的发光光谱。

图3.通过As/Se粉末添加可调化学计量比的As_xSe_10−x-3Er薄膜的 (a) 透射谱和 (b) 光致发光光谱。