近日，河南大学申怀彬教授和张枫娟副教授研究团队在Science Bulletin上发表了题为“Bright and efficient green ZnSeTe-based quantum-dot light-emitting diodes with EQE exceeding 20%”的文章。该研究提出了一种通过超薄ZnSeS合金界面层诱导ZnS厚壳生长的缺陷钝化策略，减轻了ZnSeTe基薄壳量子点的因缺陷钝化不完全及界面晶格适配度低所导致的发光效率低和稳定性差的问题，实现了EQE大于20%、亮度首次突破100,000 cd m−2的ZnSeTe基绿光QD-LEDs构筑。
研究亮点
1. 提出了一种超薄ZnSeS合金界面层诱导ZnS厚壳生长策略，缓解了ZnSeTe基量子点界面晶格失配并钝化了表面缺陷。
2. 厚壳生长量子点表现出了优异的光学性能，并促进了载流子注入平衡。
3. 实现了EQE高达20.6%，亮度为106,054 cd m−2的高效高亮绿光ZnSeTe基QD-LEDs器件构筑。
研究背景
量子点发光二极管（QD-LEDs）以其高效、稳定及高色纯度的优异性能，已成为引领新一代显示技术发展的核心力量。然而，随着全球环保意识的日益增强，QD-LEDs技术的快速发展也面临新的挑战：如何在确保高性能的同时兼顾低毒环保性。这一需求推动了两大环保型量子点体系——InP和ZnSe量子点成为研究焦点。InP量子点虽能通过精细调控晶核尺寸来灵活调节发射光谱，但其制备过程依赖有毒且昂贵的磷前驱体，限制了其大规模应用前景。相比之下，ZnSe量子点通过与窄带隙ZnTe合金化形成三元ZnSeTe量子点来实现光谱调节，不仅展现出显著的光谱调控便捷性，还兼具可持续性和成本效益优势，为QD-LEDs技术的未来发展开辟了一条绿色且经济高效的路径。然而，ZnSeTe基量子点在绿光和红光QD-LEDs应用中，因缺乏有效的缺陷钝化策略而面临性能瓶颈。因此，如何通过量子点结构设计实现缺陷的高效钝化，是该研究的核心问题。
成果介绍
该研究基于团队开发的“低温成核，高温生长”技术，通过在壳层生长过程中引入超薄ZnSeS合金界面层辅助ZnS厚外壳生长，成功制备出对缺陷具有明显钝化作用的绿光ZnSeTe/ZnSe/ZnSeS/ZnS核壳结构量子点。界面层的引入能够有效缓解ZnSe与ZnS界面间的晶格失配，厚壳生长可以进一步钝化量子点表面缺陷，从而提升量子点的辐射复合效率和光学稳定性。此外，厚壳层使得量子点的能级结构轻微上移，这有助于降低空穴注入势垒并抑制电子过量注入，从而促进载流子注入平衡，最终将器件的外量子效率从12.9%大幅提升至20.6%，亮度从81,825 cd m−2提升至106,054 cd m−2，创下了ZnSe和ZnSeTe体系QD-LEDs器件的最高亮度记录，同时器件的工作稳定性也得到了明显提升。这种结构设计为ZnSeTe基量子点的生长控制及缺陷钝化提供了新思路，为高性能环保量子点d电致发光器件的开发奠定了重要基础。
图文导读
图1. ZnSeTe基量子点合成原理示意图及其晶体结构特性。
图2.超薄合金界面层助力ZnSeTe基量子点光学性能改善。
图3.厚壳生长增强量子点发光二极管中的载流子注入平衡。
图4.超薄合金界面层引入促进绿光ZnSeTe基量子点电致发光器件性能提升。
文章信息
Xiangzhen Deng, Qiaoling Zhao, Han Zhang, Fengjuan Zhang, Huaibin Shen. Bright and efficient green ZnSeTe-based quantum-dot light-emitting diodes with EQE exceeding 20%. Science Bulletin, 2025.
https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.02.042
(来源：Science Bulletin)
