由于電子和空穴波函數的分離，II型納米晶量子點（QD）的量子產率較低，這是一個普遍接受的觀點。最近，報道了基于鎘的II型量子點的高量子產率。因此，尋找無毒高效的II型量子點的探索仍在繼續。
在此，來自土耳其科什大學的研究人員展示了環境友好的II型InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點，其量子產率高達91%. 通過熱分解在InP量子點上生長ZnO層，然后通過連續的離子層吸附在ZnS層上。為了在器件結構中保持量子點的量子效率，InP/ZnO/ZnS量子點以液態集成在藍光發光二極管（led）上，其外部量子效率分別為9.4%。這項研究指出，無鎘II型量子點可以達到高效率水平，這可以刺激用于生物成像、顯示和照明的新型器件和納米材料。相關論文以題目為“Cadmium-Free and Efficient Type-II InP/ZnO/ZnS Quantum Dots and Their Application for LEDs”發表在ACS Applied Materials Interface期刊上。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/aCSAmi.1c08118?ref=pdf
半導體納米晶（NC）量子點（QD）在發光器件。太陽能電池等領域引起了廣泛關注。由于量子限制效應，它們顯示出可調諧發射顏色、高光化學穩定性和溶液可加工性等有利性質。特別是，高光致發光量子產率（PLQY），定義為發射的光子數與產生的激子總數之比，是一個關鍵數字。為了獲得高PLQYs，I型量子點是研究最廣泛的異質結構，它具有跨接排列，將電子和空穴定位在核心內。或者，II型量子點在不同材料中具有導帶和價帶極值，人們普遍認為II型量子點會導致低PLQY。
到目前為止，已經研究了由CdSe、CdS、CdTe和ZnTe（例如CdTe/CdSe和ZnTe/CdSe）組成的各種II型異質結。然而，它們的PLQY仍然很低，這是由于電子和空穴的空間分離導致非輻射復合速率的增加和PLQY的減少。最近，ZnSe/CdS/ZnS、CdSe/CdTe和Cd x Zn分別獲得了61%、68%和88%的高PLQ值。然而，上述II型量子點含有劇毒的重金屬鎘。或者，也研究了一些無鎘量子點（例如ZnTe/ZnSe），但其PLQY高達36%。因此，尋找高效無鎘II型量子點的探索仍在繼續，該量子點可廣泛用于形成環境友好的發光器件和生物相容性發光標記。在這項工作中，作者展示了具有II型交錯排列異質結的InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點。通過熱分解合成了ZnO殼層，并通過連續離子層吸附（SILAR）方法生長了多個ZnS殼層。優化了ZnO和ZnS殼層厚度，從而獲得了90.8%的高效率PLQY。（文：愛新覺羅星）
圖1。（a）InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點的能帶圖。（b）InP核、（c）InP/ZnO核/殼和（d）InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點的量子力學模擬。
圖2。（a）InP核（黑色）、InP/ZnO核/殼QD（藍色）和QD-4ZnScore/殼/殼NCS（紅色）的PDDF。（b）可以描述InP核和InP/ZnO核/殼量子點的測量SAXS曲線的球體分布。（c）InP核，（d）InP/ZnO核/殼和（e）QD-4ZnS核/殼/殼NCs的尺寸分布直方圖。（f）InP、InP/ZnO和InP/ZnO/ZnS核/殼/殼NCs的XRD。InP量子點的XPS分析，（g）在3d光譜和（h）P 2p光譜中。
圖3。（a） 基于量子點的LED制造示意圖。（b）LED開啟時的照片。（c）不同TOD值下的PCE（%）和EQE（%）。（d）注入電流為10 mA時，不同光密度下QD LED的色坐標。（e）在5至150 mA的不同電流注入水平下，光密度為0.4的紅色發光量子點LED的強度光譜。
