在此,来自河南大学的研究人员通过在尺寸大于体玻尔直径的ZnSe核上生长ZnS薄壳来合成蓝色发光量子点。ZnSe核的尺寸使得发射位于蓝色区域,发射宽度接近其固有峰值宽度。所制备的块材ZnSe/ZnS核/壳量子点的量子产率高达95%,发射宽度极窄约为9.6纳米。此外,ZnSe核的尺寸减小了QDs和LED中相邻层之间的能级差异,并改善了电荷传输。用这些高质量量子点制作的LED显示出明亮的纯蓝色发射,外部量子效率为12.2%,工作寿命相对较长。相关论文以题目为“Bulk-like ZnSe Quantum Dots Enabling Efficient Ultranarrow Blue Light-Emitting Diodes”发表在Nano Letters期刊上。
论文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c02284
胶体半导体量子点(QD)具有特殊的光学特性,包括尺寸可调性和窄发射。通过在核上生长外延壳形成核/壳量子点,荧光强度和光稳定性大大增强,这使得它们成功地应用于商业液晶显示器(LCD)中的发光生物探针和增色背光源层。作为下一代显示技术的代表,基于量子点的发光二极管(QLED)因其宽色域、高亮度和低生产成本而备受关注。作为发射材料,量子点的性能是获得高性能QLED的核心,QLED具有优异的效率和亮度。它要求量子点同时表现出窄发射光谱,半峰全宽(fwhm)接近其固有的色饱和峰宽,近单位光致发光(PL)量子产率(QY),当量子点带电时,抑制非辐射俄歇复合,并适当增大量子点尺寸,以最小化紧密堆积的量子点薄膜中的FRET。此外,量子点和相邻电荷传输层之间的壳层厚度和能级排列需要适当设计,以平衡电荷注入。在过去的十年中,在高效、高亮度和高稳定性的电致发光QLED的制备方面取得了重大进展。
基于Cd硫族化合物的红色、绿色和蓝色发射QLEDs器件显示出超过或接近20%的高外部量子效率(EQE),具有高的电致发光色纯度(EL)和足够长的工作寿命,适用于低亮度应用。然而,由于镉的毒性,法规严格限制了镉在消费电子产品中的使用。随着对更环保的显示技术需求的增加,迫切需要具有无重金属量子点的高性能QLED。最近,通过改进InP量子点的合成和LED器件的优化结构,InP基QLED的绿色发射EQE为13.6%,红色发射EQE为21.4%。同时,蓝色发光QLED的性能仍明显落后,显示出有限的运行寿命和低于10%的EQE。(文:爱新觉罗星)
图1。(a)两种ZnSe/ZnS核/壳量子点的受控合成示意图。(b)紫外光照射下T-QD和b-QD色散的光学图像。(c)一种典型的B-QD合成中吸收光谱。(d,e)T-QD(d)和B-QD(e)的系综(青色)和单个QDPL光谱(橙色)的光谱相关性。(f,g)T-QDs(f)和B-QDs(g)溶液(青色)中的时间分辨PL衰减与玻璃(橙色)上薄膜的变化。
图2。(a)TEM图像。(b)HRTEM图像。(c) ZnSe核和相应的ZnSe/ZnS核/壳量子点的XRD图谱。(d) B-QD的HAADF的STEM图。(e)h)阵列中硒、锌、锌/硒和硫/锌的对应图。
图3。(a) 计算了ZnSe量子点的HOMO态和氧诱导陷阱态的能级演化随ZnSe量子点直径的变化。(b)瞬态TA光谱的比较。
图4。ZnSe/ZnS量子点基QLED的性能。