近日，合肥工業(yè)大學材料科學與工程學院蔣陽教授課題組在鈣鈦礦量子點電致發(fā)光器件（QLED）領域取得了記錄效率的突破，相關研究成果“Enriched-bromine surface state for stable sky-blue spectrum perovskite QLEDs with an EQE of 14.6%”發(fā)表在國際材料領域著名期刊Advanced Materials，（Adv. Mater. 2022, 2205092）。
量子點電致發(fā)光二極管（QLED）被認為是下一代新型顯示技術的關鍵，其中鈣鈦礦量子點由于高缺陷容忍性、帶隙可調、窄半峰寬以及可溶液處理等優(yōu)點使其在LED顯示技術領域有著廣闊的應用前景。然而，其表面空位以及氯元素引起的表面缺陷導致藍光鈣鈦礦量子點熒光量子產率低和穩(wěn)定性差，相應的藍光QLED的外量子效率以及光譜穩(wěn)定性相比較于綠光和紅光鈣鈦礦QLED存在著巨大的差距，制約著全光譜發(fā)射鈣鈦礦QLED顯示技術的發(fā)展和應用。
圖1. 鎘摻雜鈣鈦礦量子點的合成以及離子交換的表征及原理探究
針對上述問題，合肥工業(yè)大學蔣陽教授課題組材料物理與化學專業(yè)博士生朱漢文和童國慶教授與蘇州大學FUNSOM唐建新教授課題組合作，創(chuàng)造性的提出一種富集溴的鈣鈦礦量子點表面態(tài)的策略，該策略采用基于鎘離子摻雜的鈣鈦礦量子點的溴化鉛原液進行陰離子交換。研究發(fā)現(xiàn)摻雜的鎘離子有效地降低外部溴離子填充至鹵素空位的形成能，溶液中過量的游離溴離子通過以鹵素空位為位點錨定富集在表面，同時進行表面長鏈配體交換，從而形成富含溴離子的表面態(tài)。這種表面態(tài)對鈣鈦礦量子點的表面缺陷表現(xiàn)出良好的鈍化效果，增加了激子結合能，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的光學性能和穩(wěn)定性。以此為基礎制備的天藍光鈣鈦礦 QLED（490 nm）獲得創(chuàng)紀錄的14.6%的外部量子效率和 19.9 cd/A的電流效率。在3到7 V的恒定工作電壓下電致發(fā)光光譜沒有偏移，表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。本工作有效地提升了鈣鈦礦量子點藍光器件外量子效率以及穩(wěn)定性，為全光譜鈣鈦礦量子點QLED 的發(fā)展提供了有效的解決思路，有利于推動其商業(yè)化應用。
圖2. 以鈣鈦礦量子點為發(fā)光層制備的天藍光電致發(fā)光器件的性能研究
上述研究得到國家自然科學基金，安徽省重點研發(fā)計劃，黃山學者優(yōu)秀青年人才計劃，蘇州納米科學與技術協(xié)同創(chuàng)新中心的支持，合肥工業(yè)大學為論文第一署名單位，合肥工業(yè)大學博士生朱漢文為論文第一作者，蔣陽教授、童國慶教授與蘇州大學唐建新教授為論文共同通訊作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202205092.
（來源：合肥工業(yè)大學新聞文化網）
