量子點發光二極體研究獲進展

2021-01-13 科學網

二極體

日前，在國家自然科學基金重點項目等的支持下，浙江大學化學系彭笑剛課題組與材料系金一政課題組合作在量子點發光二極體研究領域取得了重要進展。相關研究成果發表在《自然》上。該文報導了一種以量子點為電致發光材料的新型LED器件。其性能遠遠超過了目前相關文獻報導的其他量子點LED，並且該新型器件可以通過簡單的溶液加工路線製備而得。

LED作為下一代照明與顯示的核心器件已被業界認可。GaN外延生長量子阱的LED器件則是目前市場上的流行產品。但是，GaN外延生長量子阱需要超高真空、超高純度原料、超密度電能消耗等條件。為此，無論是顯示產業還是照明產業，都選擇了藍光LED與下轉換稀土螢光粉結合的相對低成本思路。但這種結合路線導致了光質量偏低、色域不能完全滿足要求等缺陷。

與GaN量子阱LED不同，有機發光二極體器件的發光中心為有機分子，因而可以用要求較低的真空條件製備。有機發光二極體已經在小屏顯示上得到了應用，但其熱穩定性和化學穩定性一直是一個棘手的問題，其直接表現為對器件加工工藝要求嚴苛、器件壽命往往不能達到預期等。

顯然，量子點發光二極體有望結合GaN量子阱LED與有機發光二極體兩者的優勢。但是，經過科學工作者20年的不懈努力，量子點發光二極體的綜合性能——包括效率、壽命、加工工藝——還遠落後於人們的期待。這主要由於量子點與量子點發光二極體器件適配性和量子點發光二極體特殊結構兩個方面的原因。

浙江大學團隊為量子點發光二極體設計併合成了特殊的量子點，並對量子點發光二極體本身器件特性進行了剖析，從而找到了該類器件結構的關鍵問題，再通過在器件中插入一層納米絕緣層解決了正、負載流子注入平衡的關鍵難點。這兩個方面的成功，從實驗上驗證了量子點發光二極體實用化的可行性。這預示著量子點發光二極體有望在照明與顯示兩個產業中扮演重要角色。（來源：中國科學報 彭科峰）

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