本文利用Cd/Zn與Se/S前驅(qū)體摩爾比的反應(yīng)性差異，采用熱注入法合成了高重復(fù)性的四元CdZnSeS量子點(diǎn)。通過(guò)改變Cd與Zn、Se與S的濃度，獲得了460～680nm范圍內(nèi)的高光致發(fā)光，并成功制備了電致發(fā)光器件。相關(guān)論文以題目為“Light-emitting diodes based on quaternary CdZnSeS quantum dots”發(fā)表在Journal of Luminescence期刊上。
膠體無(wú)機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)為集成到光電子器件中提供了廣泛的機(jī)會(huì)。量子點(diǎn)可用于不同的應(yīng)用，如太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、光電探測(cè)器和生物傳感器。量子點(diǎn)具有良好的光學(xué)性質(zhì)，如顏色純度、光穩(wěn)定性、高吸收截面以及可以通過(guò)控制組成和尺寸從紫外光調(diào)整到紅外光的帶隙。此外，量子點(diǎn)的合成方法相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列具有重要技術(shù)意義的半導(dǎo)體的合成方法，量子點(diǎn)可以定制成特定的尺寸、范圍和形狀。由于量子限制效應(yīng)，半導(dǎo)體量子點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)與相應(yīng)塊體材料的電子結(jié)構(gòu)有根本的不同。直接帶隙半導(dǎo)體大塊晶體中的電子-空穴復(fù)合通常通過(guò)輻射帶到帶的躍遷發(fā)生。在直接帶隙膠體量子點(diǎn)中，帶到帶的躍遷幾乎是單色的，由于電子態(tài)的量子化，具有很大的振子強(qiáng)度。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022231321001411
膠體無(wú)機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)為集成到光電子器件中提供了廣泛的機(jī)會(huì)。量子點(diǎn)可用于不同的應(yīng)用，如太陽(yáng)能電池、發(fā)光二極管、光電探測(cè)器和生物傳感器。量子點(diǎn)具有良好的光學(xué)性質(zhì)，如顏色純度、光穩(wěn)定性、高吸收截面以及可以通過(guò)控制組成和尺寸從紫外光調(diào)整到紅外光的帶隙。此外，量子點(diǎn)的合成方法相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一系列具有重要技術(shù)意義的半導(dǎo)體的合成方法，量子點(diǎn)可以定制成特定的尺寸、范圍和形狀。由于量子限制效應(yīng)，半導(dǎo)體量子點(diǎn)的電子結(jié)構(gòu)與相應(yīng)塊體材料的電子結(jié)構(gòu)有根本的不同。直接帶隙半導(dǎo)體大塊晶體中的電子-空穴復(fù)合通常通過(guò)輻射帶到帶的躍遷發(fā)生。在直接帶隙膠體量子點(diǎn)中，帶到帶的躍遷幾乎是單色的，由于電子態(tài)的量子化，具有很大的振子強(qiáng)度。
量子點(diǎn)的合成對(duì)于制備由二元、三元、四元或四元化合物半導(dǎo)體或核/殼形成構(gòu)型組成的無(wú)機(jī)納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)至關(guān)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(fù)合速率。因此，設(shè)計(jì)量子點(diǎn)的表面是器件設(shè)計(jì)的前提，在器件設(shè)計(jì)中，有效的電致發(fā)光需要具有高光致發(fā)光量子產(chǎn)率的量子點(diǎn)。不同的研究小組報(bào)道了系量子點(diǎn)的合成和表征。四元量子點(diǎn)是提高發(fā)光二極管效率的極佳候選者。第四代量子點(diǎn)通過(guò)限制核心電子和改變形成殼層的化合物，增加了復(fù)合的幾率，從而明顯改善了發(fā)光。其他重要的參數(shù)是由于發(fā)射光譜較窄而產(chǎn)生的顏色純度，以及通過(guò)調(diào)整顆粒大小和成分來(lái)調(diào)節(jié)顏色。最近，基于量子點(diǎn)(QDs)的發(fā)光二極管(LED)被報(bào)道。
2013年，報(bào)道了CdSe/CdS核殼量子點(diǎn)的合成，并利用倒置結(jié)構(gòu)制備了電流效率為19CdA 1的紅色發(fā)光二極管。量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QD-LED)變得與需要高亮度和高顏色純度的應(yīng)用相關(guān)。量子點(diǎn)發(fā)光二極管需要使用復(fù)雜的量子點(diǎn)，如CdSe/ZnS和CdSe/CdS，它們是核心/外殼量子點(diǎn)。這種類型的量子點(diǎn)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(diǎn)是四元量子點(diǎn)，例如在紫外光中具有高效率和發(fā)光的構(gòu)型InAlGaN量子點(diǎn)。
圖1.a)在396 nm紫外光激發(fā)下，Cd與Zn摩爾比為1：20的CdZnSeS量子點(diǎn)的熒光光譜。b)相應(yīng)CdZnSeS量子點(diǎn)的吸收光譜。c)不同組成和不同顆粒大小的膠體CdZnSeS量子點(diǎn)的照片，顯示出無(wú)熒光(上)和有紫外激發(fā)(下)的熒光。d)顯示藍(lán)色位置的CIE色度圖。
圖2.a)在396 nm紫外光激發(fā)下，Se與S摩爾比為1：10的CdZnSeS量子點(diǎn)的熒光光譜。b)相應(yīng)CdZnSeS量子點(diǎn)的吸收光譜。c)膠體CdZnSeS綠-黃色發(fā)射量子點(diǎn)的照片，不同組成和不同粒徑的量子點(diǎn)，顯示無(wú)(上)和有紫外激發(fā)(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(fā)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(diǎn)的熒光光譜。B)相應(yīng)CdZnSeS量子點(diǎn)的吸收光譜。C)不同組成和不同顆粒尺寸的膠體CdZnSeS紅色發(fā)射量子點(diǎn)的照片，顯示出無(wú)紫外激發(fā)的熒光(上)和有紫外激發(fā)的熒光(下)。D)顯示紅色位置的CIE色度圖。
圖4。(A)電致發(fā)光強(qiáng)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(fā)光光譜的比較。(D)使用紅色發(fā)光CdZnSeS四元量子點(diǎn)的LED器件的照片。
總的來(lái)說(shuō)，四元膠體半導(dǎo)體量子點(diǎn)可以集成到電子和光電器件中，這些材料具有傳統(tǒng)塊材半導(dǎo)體所不具備的特性。
