在此，來自河南大學(xué)的研究人員通過在尺寸大于體玻爾直徑的ZnSe核上生長ZnS薄殼來合成藍(lán)色發(fā)光量子點(diǎn)。ZnSe核的尺寸使得發(fā)射位于藍(lán)色區(qū)域，發(fā)射寬度接近其固有峰值寬度。所制備的塊材ZnSe/ZnS核/殼量子點(diǎn)的量子產(chǎn)率高達(dá)95%，發(fā)射寬度極窄約為9.6納米。此外，ZnSe核的尺寸減小了QDs和LED中相鄰層之間的能級差異，并改善了電荷傳輸。用這些高質(zhì)量量子點(diǎn)制作的LED顯示出明亮的純藍(lán)色發(fā)射，外部量子效率為12.2%，工作壽命相對較長。相關(guān)論文以題目為“Bulk-like ZnSe Quantum Dots Enabling Efficient Ultranarrow Blue Light-Emitting Diodes”發(fā)表在Nano Letters期刊上。

 

論文鏈接：

 

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02284

 

膠體半導(dǎo)體量子點(diǎn)（QD）具有特殊的光學(xué)特性，包括尺寸可調(diào)性和窄發(fā)射。通過在核上生長外延殼形成核/殼量子點(diǎn)，熒光強(qiáng)度和光穩(wěn)定性大大增強(qiáng)，這使得它們成功地應(yīng)用于商業(yè)液晶顯示器（LCD）中的發(fā)光生物探針和增色背光源層。作為下一代顯示技術(shù)的代表，基于量子點(diǎn)的發(fā)光二極管（QLED）因其寬色域、高亮度和低生產(chǎn)成本而備受關(guān)注。作為發(fā)射材料，量子點(diǎn)的性能是獲得高性能QLED的核心，QLED具有優(yōu)異的效率和亮度。它要求量子點(diǎn)同時表現(xiàn)出窄發(fā)射光譜，半峰全寬（fwhm）接近其固有的色飽和峰寬，近單位光致發(fā)光（PL）量子產(chǎn)率（QY），當(dāng)量子點(diǎn)帶電時，抑制非輻射俄歇復(fù)合，并適當(dāng)增大量子點(diǎn)尺寸，以最小化緊密堆積的量子點(diǎn)薄膜中的FRET。此外，量子點(diǎn)和相鄰電荷傳輸層之間的殼層厚度和能級排列需要適當(dāng)設(shè)計，以平衡電荷注入。在過去的十年中，在高效、高亮度和高穩(wěn)定性的電致發(fā)光QLED的制備方面取得了重大進(jìn)展。

 

基于Cd硫族化合物的紅色、綠色和藍(lán)色發(fā)射QLEDs器件顯示出超過或接近20%的高外部量子效率（EQE），具有高的電致發(fā)光色純度（EL）和足夠長的工作壽命，適用于低亮度應(yīng)用。然而，由于鎘的毒性，法規(guī)嚴(yán)格限制了鎘在消費(fèi)電子產(chǎn)品中的使用。隨著對更環(huán)保的顯示技術(shù)需求的增加，迫切需要具有無重金屬量子點(diǎn)的高性能QLED。最近，通過改進(jìn)InP量子點(diǎn)的合成和LED器件的優(yōu)化結(jié)構(gòu)，InP基QLED的綠色發(fā)射EQE為13.6%，紅色發(fā)射EQE為21.4%。同時，藍(lán)色發(fā)光QLED的性能仍明顯落后，顯示出有限的運(yùn)行壽命和低于10%的EQE。（文：愛新覺羅星）
 

圖1。（a）兩種ZnSe/ZnS核/殼量子點(diǎn)的受控合成示意圖。（b）紫外光照射下T-QD和b-QD色散的光學(xué)圖像。（c）一種典型的B-QD合成中吸收光譜。（d，e）T-QD（d）和B-QD（e）的系綜（青色）和單個QDPL光譜（橙色）的光譜相關(guān)性。（f，g）T-QDs（f）和B-QDs（g）溶液（青色）中的時間分辨PL衰減與玻璃（橙色）上薄膜的變化。

圖2。（a）TEM圖像。（b）HRTEM圖像。（c） ZnSe核和相應(yīng)的ZnSe/ZnS核/殼量子點(diǎn)的XRD圖譜。（d） B-QD的HAADF的STEM圖。（e）h）陣列中硒、鋅、鋅/硒和硫/鋅的對應(yīng)圖。

圖3。（a） 計算了ZnSe量子點(diǎn)的HOMO態(tài)和氧誘導(dǎo)陷阱態(tài)的能級演化隨ZnSe量子點(diǎn)直徑的變化。（b）瞬態(tài)TA光譜的比較。

圖4。ZnSe/ZnS量子點(diǎn)基QLED的性能。