基于硒化鎘（CdSe）的量子點(diǎn)（QDs）在許多領(lǐng)域，尤其是光電子學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。最近，具有合金殼結(jié)構(gòu)（CdSe@ZnS）的量子點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）器件中，這主要是由于它們具有高量子產(chǎn)率和良好的光化學(xué)穩(wěn)定性。通常，它們?cè)谌齻€(gè)方向上的尺寸都比半導(dǎo)體材料的激子玻爾半徑更小。實(shí)現(xiàn)了許多獨(dú)特的物理特性，包括窄發(fā)射峰、高發(fā)光效率、可調(diào)光譜和高重復(fù)性。最近，有機(jī)相合成法將前驅(qū)體注入沸點(diǎn)較高的溶劑中，以獲得發(fā)光性能更高的 QD 核。此外，用于合成 QDs 的鎘前驅(qū)體和非配位溶劑的大量臨界改進(jìn)導(dǎo)致了非輻射重組概率的增加，并進(jìn)一步降低了 QLED 的效率和工作壽命。此外，平衡電荷載流子的注入可能是提高 QD 發(fā)光二極管性能的另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。為了減少過(guò)多的載流子，人們廣泛引入并研究了許多阻擋層，包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯亞胺乙氧基化物（PEIE）、聚乙烯亞胺（PEI）以及其他一些用于制造器件的材料。

在制造 QLED 的過(guò)程中，通常會(huì)在 QD 層表面旋涂乙醇溶劑中的 ZnO 納米晶體作為電子傳輸層。然而，乙醇溶劑會(huì)對(duì) QDs 的配體產(chǎn)生負(fù)清洗作用，導(dǎo)致配體從 QD 薄膜上脫離，最終在 QD 層和 ZnO 層之間的界面上會(huì)殘留更多的附加缺陷。同時(shí)，氧化鋅本身也存在許多氧空位缺陷，這實(shí)際上是在制造氧化鋅層時(shí)不可避免的。一旦 QD 與 ZnO 直接接觸，就會(huì)導(dǎo)致非輻射重組和熒光淬滅。通過(guò)原子層沉積（ALD）技術(shù)，在 QD 上沉積氧化鋁（Al2O3）層以保護(hù)其免受水和氧氣的侵蝕，從而制備出高度穩(wěn)定的 QD 薄膜。事實(shí)上，由于Al2O3 在 ALD 過(guò)程中的孤島式生長(zhǎng)機(jī)制，在形成均勻的Al2O3薄膜方面仍存在一些問(wèn)題。由于Al2O3的絕緣特性，它還可以作為平衡電荷載流子的電子阻擋層。因此，在制造 QLED 器件時(shí)，制備的Al2O3應(yīng)相對(duì)較薄；事實(shí)上，很難獲得連續(xù)致密的薄膜，因?yàn)樗鶗?huì)形成過(guò)多的小島。氟化鋰（LiF）也是一種絕緣材料，可以解決這一問(wèn)題，原因是它通過(guò)熱蒸發(fā)獲得了致密的特性。福州大學(xué)楊尊先等人通過(guò)優(yōu)化合成工藝和進(jìn)一步減少 QD 殼中的缺陷，最終實(shí)現(xiàn)了具有高光電性能的 CdSe 基 QLED。根據(jù)他們對(duì)熒光壽命和單載流子器件的測(cè)試結(jié)果，QD外殼的缺陷密度間接大大降低。在熱注入法中用溶劑稀釋反應(yīng)體系后，觀察到 QD 發(fā)射從 595 納米藍(lán)移到 562 納米。然后，在 QD 上進(jìn)一步鍍上 ZnSe 殼后，有效發(fā)射中心的尺寸在一定程度上減小，并進(jìn)一步獲得了藍(lán)移發(fā)射，波長(zhǎng)降至 533 nm。最后，在合成的 QD 外部，ZnS 外殼被用來(lái)鈍化和進(jìn)一步保護(hù) ZnSe 層，這大大提高了 CdSe 基 QD 的平均熒光壽命，從 22.94 ns 提高到 36.41 ns。此外，還在 QD 發(fā)射層上進(jìn)一步沉積了一層厚度經(jīng)過(guò)優(yōu)化的氟化鋰（LiF），以防止乙醇溶劑清洗造成的配體解吸。因此，CdSe 基 QD 的熒光效率得到了極大提高，在 3 nm 的 LiF 層上，CdSe 基 QLED 達(dá)到了 8.06% 的最大外部量子效率 (EQE)。

【結(jié)果】

【原文鏈接】

Qiaocan Huang, Zunxian Yang, Yuliang Ye, Zongyi Meng, Zhiwei Zeng, Hongyi Hong, Songwei Ye, Zhiming Cheng, Qianting Lan, Bingqing Ye, Yuanqing Zhou, Zihong Shen, Wenbo Wu, Jiaxiang Wang, Ye Chen, Hui Zhang, Tailiang Guo, Fushan Li, Yongyi Chen, and Zhenzhen Weng. Physically Controlled Nucleation for Tunable Quantum Dots and Interface Defect Modification in Light-Emitting Diodes. ACS Applied Nano Materials 2024 7 (2), 1896-1906

 DOI: 10.1021/aCSAnm.3c05208

 （來(lái)源：光電未來(lái)）