与Cd基QD相比,InP基QD具有更低的光致发光量子产率(PL QY)和更宽的半峰全宽(FWHM)。特别是,裸 InP 核具有极低的 PL QY (<1%),因为即使在插入反应室中,其高反应性表面也易于氧化。据报道,氧化物质的缺陷可能是这些材料的非辐射复合和较差的PL QY的原因。在过去的十年中,人们进行了广泛的研究来提高用于显示和照明应用的 InP 基 QD 的光电特性,例如生长壳或在壳生长之前添加 HF。但HF具有严重的腐蚀性和性,且在高温下注入HF时压力迅速升高。因此,需要一种安全且简单的合成策略来生长高质量的 InP 基量子点。
解决方案:特种功能材料教育部重点实验室、高效显示与照明技术国家地方联合工程研究中心的中国科学家团队提出了一种无氟合成策略,用于原位钝化InP核,其中肉豆蔻酸锌与磷化氢悬空键反应形成 Zn-P 保护层,保护 InP 核免受环境中的水和氧气的影响。
结果:具有高 PL QY 的 InP/ZnSe/ZnS 核/壳 QD 及其相应的高亮度绿色 InP 基 QLED。
-InP/ZnSe/ZnS QD 的高 PL QY 和窄 FWHM:PL QY=91%,FWHM=44 nm
-QLED 的高亮度:175,084 cd m -2
-QLED 的长使用寿命:T 50 @100 cd m - 2使用寿命超过20,000小时
未来:要实现全彩环保QLED技术的商业化,绿色InP基器件的性能仍需要研究人员进一步努力,例如探索InP QD的新合成方法、探索QLED的发光机制以及探索新的QLED 的结构。
陈飞教授和吴正辉教授提到:“随着量子点在显示和照明方面商业化的加速,环境友好的量子点和相应的电致发光器件的性能提升已成为一项紧迫的任务。要实现全彩环保QLED技术的商业化,绿色InP基器件的性能仍需要研究人员进一步努力。我们展示了一种原位钝化 InP 核的策略,其中肉豆蔻酸锌与 P 悬挂键反应形成 Zn-P 保护层,并保护 InP 核免受环境中的水和氧气的影响。这为高性能绿色 InP 器件提供了一条安全、简单的操作路线。”
影响:这些进步为改进绿色InP基QD和相应的QLED提供了新思路,最终加速不含重金属的环保全彩QLED的商业化进程。
该研究成果近期发表在跨学科材料科学研究领域的国际知名期刊《Materials Futures》网络版上。