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卤化铅钙钛矿由于具有高吸收系数、长载流子扩散长度、宽的可调谐发射、高荧光量子产率和低缺陷密度等独特的性能，在光伏和光发射材料领域有着非常广阔的应用前景。此外，钙钛矿具有光学增益高和双极性电荷传输距离长等优势，具有在未来几年内实现电驱动激光的巨大潜力。因此，钙钛矿微纳米激光有望为纳米光子学、化学生物传感和光学计算带来新的发展机遇。本文发展了卤化铅钙钛矿的制备方法，并对其光学性能进行了表征。主要研究内容如下：
一、发展了一种利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）圆柱孔模板限域溶液生长大面积CsPbX3（X=Cl，Br）钙钛矿微盘阵列的方法。通过该方法生长的高质量微盘，尺寸均一（边长为2-3μm），分布均匀（间距a′=20μm），可以同时实现9个微盘的低阈值激光输出（3-12μJ/cm2）。通过调整钙钛矿中卤化物的比例，成功实现在蓝绿色区域从425、460、500到540nm的可调谐发光。此外，通过溴化氢气相置换的方法选择性地用溴取代CsPbCl3微盘上的氯实现在同一基板上深蓝、蓝色、青色和绿色四种颜色的微盘激光器的集成。
二、采用PDMS矩形凹槽模板成功制备钙钛矿纳米线阵列。模板限域效应促使MAPbX3（X=Br，I）沿凹槽模板定向生长成尺寸和大小均匀的钙钛矿纳米线。这些钙钛矿纳米线可以组成高质量的光学微腔阵列，在光激励下，能够实现低阈值的阵列式输出，光学模式几乎相同。光学测试表明，钙钛矿纳米线激光器阵列具有良好的光稳定性，工作时间超过4×107激光脉冲。
三、采用溶液旋涂法制备了准二维（2D）钙钛矿薄膜。通过调控二维和三维（3D）钙钛矿的比例对其结构和光学性能进行了调整。研究表明，准2D钙钛矿薄膜的PLQY与增益系数呈相反的变化趋势。n=3.5的薄膜样品具有较高的PLQY~24%，而n=11的薄膜表现出低的放大自发辐射（ASE）阈值约1.4μJ/cm2，高的增益系数约64cm-1。
四、提出了一种制备准2D钙钛矿薄膜同心环结构的方法。在制备过程中，下层的光刻胶薄膜融化，形成咖啡环效应，使得上层的钙钛矿薄膜形成同心环结构。而环与环之间的桥梁，为钙钛矿激光输出提供了一个窗口。研究表明，同心环可以构成高品质的光学微腔，品质因子高达1800，降低了钙钛矿激光的阈值。
一、发展了一种利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）圆柱孔模板限域溶液生长大面积CsPbX3（X=Cl，Br）钙钛矿微盘阵列的方法。通过该方法生长的高质量微盘，尺寸均一（边长为2-3μm），分布均匀（间距a′=20μm），可以同时实现9个微盘的低阈值激光输出（3-12μJ/cm2）。通过调整钙钛矿中卤化物的比例，成功实现在蓝绿色区域从425、460、500到540nm的可调谐发光。此外，通过溴化氢气相置换的方法选择性地用溴取代CsPbCl3微盘上的氯实现在同一基板上深蓝、蓝色、青色和绿色四种颜色的微盘激光器的集成。
二、采用PDMS矩形凹槽模板成功制备钙钛矿纳米线阵列。模板限域效应促使MAPbX3（X=Br，I）沿凹槽模板定向生长成尺寸和大小均匀的钙钛矿纳米线。这些钙钛矿纳米线可以组成高质量的光学微腔阵列，在光激励下，能够实现低阈值的阵列式输出，光学模式几乎相同。光学测试表明，钙钛矿纳米线激光器阵列具有良好的光稳定性，工作时间超过4×107激光脉冲。
三、采用溶液旋涂法制备了准二维（2D）钙钛矿薄膜。通过调控二维和三维（3D）钙钛矿的比例对其结构和光学性能进行了调整。研究表明，准2D钙钛矿薄膜的PLQY与增益系数呈相反的变化趋势。n=3.5的薄膜样品具有较高的PLQY~24%，而n=11的薄膜表现出低的放大自发辐射（ASE）阈值约1.4μJ/cm2，高的增益系数约64cm-1。
四、提出了一种制备准2D钙钛矿薄膜同心环结构的方法。在制备过程中，下层的光刻胶薄膜融化，形成咖啡环效应，使得上层的钙钛矿薄膜形成同心环结构。而环与环之间的桥梁，为钙钛矿激光输出提供了一个窗口。研究表明，同心环可以构成高品质的光学微腔，品质因子高达1800，降低了钙钛矿激光的阈值。