近日，大庆师范学院光电功能材料刘永皓教授团队研究发现通过精妙的卤素工程，实现了高性能铜基杂化薄膜在高级光学防伪领域的应用突破，这一微观调控有效抑制了铜离子的氧化过程，显著提升了材料在空气中的稳定性，突破了原有铜基材料易降解的技术瓶颈，为其实际应用奠定了坚实基础。

研究成果发表于光学顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》（全球光学学科TOP期刊8%，中科院一区TOP期刊，5年SCI IF 10.8）。大庆师范学院任艳东副教授为论文第一作者，大庆师范学院刘永皓教授和美国德克萨斯大学Jia-ao Wang为论文通讯作者，大庆师范学院为论文第一单位。

在追求绿色、可持续信息技术的全球背景下，寻找高性能、低环境影响的新材料已成为科研前沿的重要方向。研究团队成功开发出一种高性能有机-无机杂化铜基卤化物薄膜，该材料不仅具备储量丰富、成本低廉、环境友好的巨大优势，更以其卓越的光学性能和突破性的稳定性，展现出替代传统铅基钙钛矿材料的巨大潜力，为下一代高级防伪技术提供了全新的解决方案。该项研究的深刻之处在于，团队构建了一个从源头创新到应用验证的完整研发闭环。研究团队巧妙地运用“卤素工程”在原子尺度上进行精准“雕琢”。其发光特性源于独特的“自陷激子”机制，激子在晶格中被捕获后发生复合发光，具备宽光谱发射和巨大斯托克斯位移的特征，因而材料发光颜色对微观结构变化高度敏感。基于这一机理，团队据此成功实现了发光颜色从黄光到蓝绿光的连续、平滑调谐。更为关键的是，材料表现出了高达64%的光致发光量子产率，团队通过同步辐射X射线吸收精细结构分析发现，引入溴元素可在原子层面引起铜离子配位几何构型的扭曲，进而调控材料的电子能带结构与激子动力学行为。此项研究在提升材料本征性能的同时，也为推动其走向实际应用场景迈出了关键一步。

图1 | 准二维铜基卤化物薄膜的同步辐射

研究团队设计了一种巧妙的三重加密方案，制备出高分辨率微纳图案，展示了材料在信息加密和多模态防伪等领域的应用潜力。它清晰地构建了从“原子尺度调控（卤素工程）”到“微观物理机制（STE动力学）”再到“宏观应用展示（高级防伪）”的完整研究链条。特别是对稳定性的提升机制——通过混合卤素抑制Cu⁺氧化——的深入分析，为解决铜基乃至其他金属卤化物材料的稳定性瓶颈提供了宝贵的借鉴。 铜基材料因其储量丰富、成本低廉、环境友好等优点，被视为替代铅基钙钛矿的潜力股。这项研究无疑为铜基光电材料家族增添了重要一员，并在一个极具价值的领域——高级防伪——展示了其“用武之地”。

图2 | 图案化薄膜的应用示例

该成果于2025年10月19日在线发表于国际著名学术期刊Laser & Photonics Reviews。研究得到了黑龙江省自然科学基金（LH2024A022）等项目的共同资助。该成果亦被国内知名公众号深入解析论文，给予高度评价。（来源：机电工程学院  撰稿：刘永皓 审核：闻世宇 编辑：姜丰翼）（链接：Laser & Photonics Reviews | 卤素工程“炼金术”：解锁高稳定、可调谐铜基薄膜防伪潜力）。

文章链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202501078