從這個角度出發(fā)，來自北京大學及河南大學的研究人員總結(jié)了基于cg-QDs的LED的當前進展，主要集中在它們的合成和在解決QLED中的巨大挑戰(zhàn)方面的優(yōu)勢，如高電流密度下的效率衰減、高亮度下的短工作壽命以及帶隙附近電壓附近的低亮度。此外，作者還提出了利用尖端機制和技術(shù)進一步優(yōu)化和提高QLEDs性能的可行方法。相關(guān)前瞻性論文以題目為“Continuously Graded Quantum Dots: Synthesis, Applications in Quantum Dot Light-Emitting Diodes, and Perspectives”發(fā)表在Journal of Physical Chemistry Letters期刊上。

 

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.1c01554?ref=pdf
 

具有典型核/殼結(jié)構(gòu)的量子點（QDs）由于其獨特的光學性質(zhì)，如發(fā)射波長可調(diào)、光致發(fā)光效率高、光譜純度高、光穩(wěn)定性好等，引起了人們的廣泛關(guān)注。這些顯著的優(yōu)點，加上低成本、可重復和可擴展的制造技術(shù)，使量子點在固態(tài)照明、顯示器和激光器中具有廣泛的潛在光學應(yīng)用。QLED是最具代表性的一種，已被廣泛研究并投入商業(yè)應(yīng)用。自1994年第一次演示以來，經(jīng)過大量的努力，QLED的外部量子效率（EQE）已提高到接近理論最大值的?20%。卓越的性能保證了QLED在移動顯示器和電視屏幕（?2）中的成功。

 

然而，基于傳統(tǒng)核/殼量子點的LED在高亮度下的性能急劇下降，這限制了其廣泛應(yīng)用：EQE隨著亮度/電流密度的增加而明顯惡化（所謂的效率衰減）；短運行壽命（設(shè)備在1000 cd m?2以下降低至初始亮度95%的時間）遠低于高初始亮度顯示應(yīng)用的10000小時要求。此外，在基于核/殼量子點的顯示器和激光器的未來應(yīng)用中，同時以高效率和高亮度最小化QLED的近帶隙電壓，并通過直流電泵浦實現(xiàn)QD基激光二極管仍然是長期存在的挑戰(zhàn)。非輻射俄歇復合源于多激子性質(zhì)、缺陷陷阱、過剩載流子等，被認為是造成這些挑戰(zhàn)的主要障礙。

 

為了抑制俄歇復合以最小化甚至消除效率衰減，已經(jīng)做出了巨大的努力，例如增加殼層厚度、鈍化表面的陷阱態(tài)以及改善電荷注入平衡。最近，具有光滑約束勢的cg量子點（圖1a）有望有效地最小化非輻射俄歇復合，類似于在俄歇過程中抑制額外載流子的帶內(nèi)躍遷，以及基本上平衡由cg量子點的精細納米結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的QLED中的電荷注入（圖1b）。利用基于核/殼量子點的成功經(jīng)驗，作者預(yù)計了幾乎無衰減、高效率和高亮度cg-QD LED可以促進電致發(fā)光全彩顯示和固態(tài)照明應(yīng)用的發(fā)展。（文：愛新覺羅星）
 

圖1.cg-QDs和QLED的示意圖(a）三種cg量子點示意圖：量子點沿整個徑向連續(xù)梯度，量子點的一個或兩個核殼沿徑向連續(xù)梯度，連續(xù)梯度中間層分別位于量子點的核殼之間(b）基于cg-QDs的典型QLED示意圖。

 

 

圖2. cg-QDs的制造方法。

 

 

圖3.基于cg-QDs的高效QLED。

 

 

圖4.基于cg-QDs優(yōu)化QLED的可行方法。