今日Nature量子產率創紀錄!:新型高效穩定和環保的量子點LED

2021-01-10 騰訊網

引言

QD-LEDs作為下一代顯示器，已通過優化QDs的梯度核/殼結構和採用具有電子空穴阻擋層的無機電子傳輸層，使得QD-LEDs的外部量子效率（EQE）可以提高到理論最大值（20.5％）。然而，以往的研究大多集中在基於CdSe的量子點上，這些量子點存在嚴重的毒性和環境問題。很少有研究更環保的InP基QD-LEDs，由於目前很難合成高質量的材料，通過前驅體純化製備的InP/ZnSe/ZnS QDs已經被證明具有93%的高量子產率，而相應的QD-LED的EQE為12.2％。InP基的QD-LEDs較差的性能歸因於InP QDs的深間隙態缺陷和氧化缺陷。

成果簡介

今日，在韓國三星先進技術研究院Eunjoo Jang團隊（通訊作者）帶領下，與韓國延世大學合作，介紹了一種製備均勻InP核和高度對稱的核/殼QD的合成方法，其量子產率約為100％。特別地，在初始ZnSe殼的生長過程中添加氫氟酸，原位蝕刻掉氧化InP核表面，然後在340℃下實現高溫ZnSe的生長。為了保持較高的發光效率，設計的殼厚度可抑制能量轉移和俄歇複合，並且初始表面配體被較短的配體取代，以實現更好的電荷注入。經過優化的InP/ZnSe/ZnS QD-LED理論最大的外部量子效率為21.4％，最大亮度為100,000 cd/m2，在100 cd/m2的條件下使用壽命長達一百萬小時，可與最先進的含鎘QD-LED相媲美。這些已準備好的InP基QD-LED將很快在商業顯示器中使用。相關成果以題為「Highly efficient and stable InP/ZnSe/ZnS quantum dot light-emitting diodes」發表在了Nature。

圖文導讀

圖1不同形貌和殼厚度的InP/ZnSe/ZnS量子點

圖2 InP基的QD-LED的性能

圖3QD-1、QD-2和QD-3R的光學特性

圖4配體交換QD的QD-LED

本文由木文韜供稿。

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