本文主要介紹了基于II-VI族化合物(如CdSe、ZnSe和ZnS)的量子點(diǎn)及其在電驅(qū)動器件中的應(yīng)用。通常，它們的帶隙可以通過控制量子點(diǎn)的顆粒大小(稱為量子限制效應(yīng))和成分來調(diào)節(jié)。這些無機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)是一類獨(dú)特的光電材料，尺寸從幾納米到幾十納米，具有半最大發(fā)射帶寬窄、色純度高、發(fā)射光譜尺寸可調(diào)、光致發(fā)光量子產(chǎn)率高等特點(diǎn)。此外，通過旋涂和噴墨/微接觸打印等溶液處理可以容易地形成QD薄膜。因此，它們被認(rèn)為是太陽能電池、探測器、生物標(biāo)記和發(fā)光二極管等無處不在的光電器件中最有潛力的受光和發(fā)光單元之一。

 

光激發(fā)和電激發(fā)量子點(diǎn)的發(fā)光由于其高顏色質(zhì)量而被廣泛應(yīng)用于顯示和照明。此外，無Cd量子點(diǎn)，如InP量子點(diǎn)、ZnSe量子點(diǎn)、Cu-In-S量子點(diǎn)和Ag-In-S量子點(diǎn)也備受關(guān)注。此外，基于無Cd量子點(diǎn)的量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)也得到了迅速的發(fā)展。特別是最近報(bào)道的含InP/ZnS量子點(diǎn)的QLED的外量子效率(EQE)達(dá)到21.4%，這激發(fā)了人們生產(chǎn)用于顯示和照明應(yīng)用的QLED的熱情。自從它們被首次描述以來，通過材料設(shè)計(jì)和器件結(jié)構(gòu)工程，在器件性能(包括亮度、效率和工作壽命)方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展。最先進(jìn)的QLED，特別是紅色和綠色QLED，其EQE高達(dá)20%以上，工作壽命超過100萬小時(shí)，可與有機(jī)發(fā)光二極管相媲美或超過有機(jī)發(fā)光二極管。然而，QLED的工作壽命，特別是藍(lán)光器件的穩(wěn)定性，仍然是QLED實(shí)際應(yīng)用的一大障礙。一般情況下，QLED由夾在總厚度約100 nm的兩個(gè)電極之間的多個(gè)有機(jī)和無機(jī)半導(dǎo)體層組成。QLED的各個(gè)功能層及其接口嚴(yán)重影響QLED的性能和工作壽命。
 

圖1.薄膜制作方法示意圖。(A)旋涂工藝，(B)浸涂工藝，(C)電泳沉積工藝，(D)刷涂工藝，(E)噴墨印刷工藝，以及(F)轉(zhuǎn)印工藝。

圖2。(A)Et工藝磷光器件的工作原理示意圖和QLED的器件性能。(B)基于混合量子點(diǎn)的白光量子發(fā)光二極管的器件結(jié)構(gòu)和橫截面透射電鏡照片。研究了混合量子點(diǎn)薄膜中各組分的光致發(fā)光衰減以及三個(gè)量子點(diǎn)之間的FRET過程。(C)混合EML和串聯(lián)EML白光QLED的器件結(jié)構(gòu)。在不同的結(jié)構(gòu)中，PL衰變和揭示的FRET過程是不同的。

圖3。(A)俄歇輔助異質(zhì)結(jié)能量上轉(zhuǎn)換示意圖：(B)該器件在不同電壓下的能帶。(C)器件的能級對準(zhǔn)和器件性能。(D)單點(diǎn)在光和電激勵(lì)下的電致發(fā)光特性和電致發(fā)光循環(huán)。

圖4。(A)具有/不具有ZnS層的n-i-n器件的能帶。(B)絕緣層-量子點(diǎn)-絕緣層結(jié)構(gòu)的場驅(qū)動器件的工作機(jī)理。(c-d)器件從紅外到可見光的照片和EL光譜。

 

總的來說，本文首先，對量子發(fā)光二極管的器件結(jié)構(gòu)和制作工藝進(jìn)行了綜述。然后介紹了電致發(fā)光機(jī)制、激子形成過程和非輻射過程。討論了器件中的正老化現(xiàn)象和負(fù)老化現(xiàn)象，綜述了用于揭示量子發(fā)光二極管中載流子動力學(xué)的典型光電表征技術(shù)。最后，對全文進(jìn)行了總結(jié)和展望。