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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022231321001411
 

膠體無機半導體量子點為集成到光電子器件中提供了廣泛的機會。量子點可用于不同的應用，如太陽能電池、發光二極管、光電探測器和生物傳感器。量子點具有良好的光學性質，如顏色純度、光穩定性、高吸收截面以及可以通過控制組成和尺寸從紫外光調整到紅外光的帶隙。此外，量子點的合成方法相對簡單，成本低廉。已經開發出一系列具有重要技術意義的半導體的合成方法，量子點可以定制成特定的尺寸、范圍和形狀。由于量子限制效應，半導體量子點的電子結構與相應塊體材料的電子結構有根本的不同。直接帶隙半導體大塊晶體中的電子-空穴復合通常通過輻射帶到帶的躍遷發生。在直接帶隙膠體量子點中，帶到帶的躍遷幾乎是單色的，由于電子態的量子化，具有很大的振子強度。

 

量子點的合成對于制備由二元、三元、四元或四元化合物半導體或核/殼形成構型組成的無機納米異質結構至關重要。電子和空穴的空間分離減少了交換作用，降低了輻射復合速率。因此，設計量子點的表面是器件設計的前提，在器件設計中，有效的電致發光需要具有高光致發光量子產率的量子點。不同的研究小組報道了系量子點的合成和表征。四元量子點是提高發光二極管效率的極佳候選者。第四代量子點通過限制核心電子和改變形成殼層的化合物，增加了復合的幾率，從而明顯改善了發光。其他重要的參數是由于發射光譜較窄而產生的顏色純度，以及通過調整顆粒大小和成分來調節顏色。最近，基于量子點(QDs)的發光二極管(LED)被報道。

 

2013年，報道了CdSe/CdS核殼量子點的合成，并利用倒置結構制備了電流效率為19CdA 1的紅色發光二極管。量子點發光二極管(QD-LED)變得與需要高亮度和高顏色純度的應用相關。量子點發光二極管需要使用復雜的量子點，如CdSe/ZnS和CdSe/CdS，它們是核心/外殼量子點。這種類型的量子點具有10000cdm 2以上的亮度和高的顏色純度。另外一種類型的量子點是四元量子點，例如在紫外光中具有高效率和發光的構型InAlGaN量子點。
 

圖1.a)在396 nm紫外光激發下，Cd與Zn摩爾比為1：20的CdZnSeS量子點的熒光光譜。b)相應CdZnSeS量子點的吸收光譜。c)不同組成和不同顆粒大小的膠體CdZnSeS量子點的照片，顯示出無熒光(上)和有紫外激發(下)的熒光。d)顯示藍色位置的CIE色度圖。

圖2.a)在396 nm紫外光激發下，Se與S摩爾比為1：10的CdZnSeS量子點的熒光光譜。b)相應CdZnSeS量子點的吸收光譜。c)膠體CdZnSeS綠-黃色發射量子點的照片，不同組成和不同粒徑的量子點，顯示無(上)和有紫外激發(下)的熒光。d)顯示顏色位置的CIE色度圖。
 

圖3.a)在396 nm紫外光激發下，Cd與Zn的摩爾比為1：4，Se與S的摩爾比為1：10的CdZnSeS量子點的熒光光譜。B)相應CdZnSeS量子點的吸收光譜。C)不同組成和不同顆粒尺寸的膠體CdZnSeS紅色發射量子點的照片，顯示出無紫外激發的熒光(上)和有紫外激發的熒光(下)。D)顯示紅色位置的CIE色度圖。
 

圖4。(A)電致發光強度譜。(B)電流密度-電壓和亮度-電壓曲線。(C)熒光光譜和電致發光光譜的比較。(D)使用紅色發光CdZnSeS四元量子點的LED器件的照片。

 

總的來說，四元膠體半導體量子點可以集成到電子和光電器件中，這些材料具有傳統塊材半導體所不具備的特性。