北京大学及河南大学研究人员总结了基于cg-QDs的LED的当前进展

从这个角度出发，来自北京大学及河南大学的研究人员总结了基于cg-QDs的LED的当前进展，主要集中在它们的合成和在解决QLED中的巨大挑战方面的优势，如高电流密度下的效率衰减、高亮度下的短工作寿命以及带隙附近电压附近的低亮度。此外，作者还提出了利用尖端机制和技术进一步优化和提高QLEDs性能的可行方法。相关前瞻性论文以题目为“Continuously Graded Quantum Dots: Synthesis, Applications in Quantum Dot Light-Emitting Diodes, and Perspectives”发表在Journal of Physical Chemistry Letters期刊上。

论文链接：

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

具有典型核/壳结构的量子点（QDs）由于其独特的光学性质，如发射波长可调、光致发光效率高、光谱纯度高、光稳定性好等，引起了人们的广泛关注。这些显著的优点，加上低成本、可重复和可扩展的制造技术，使量子点在固态照明、显示器和激光器中具有广泛的潜在光学应用。QLED是最具代表性的一种，已被广泛研究并投入商业应用。自1994年第一次演示以来，经过大量的努力，QLED的外部量子效率（EQE）已提高到接近理论最大值的?20%。卓越的性能保证了QLED在移动显示器和电视屏幕（?2）中的成功。

然而，基于传统核/壳量子点的LED在高亮度下的性能急剧下降，这限制了其广泛应用：EQE随着亮度/电流密度的增加而明显恶化（所谓的效率衰减）；短运行寿命（设备在1000 cd m?2以下降低至初始亮度95%的时间）远低于高初始亮度显示应用的10000小时要求。此外，在基于核/壳量子点的显示器和激光器的未来应用中，同时以高效率和高亮度最小化QLED的近带隙电压，并通过直流电泵浦实现QD基激光二极管仍然是长期存在的挑战。非辐射俄歇复合源于多激子性质、缺陷陷阱、过剩载流子等，被认为是造成这些挑战的主要障碍。

为了抑制俄歇复合以最小化甚至消除效率衰减，已经做出了巨大的努力，例如增加壳层厚度、钝化表面的陷阱态以及改善电荷注入平衡。最近，具有光滑约束势的cg量子点（图1a）有望有效地最小化非辐射俄歇复合，类似于在俄歇过程中抑制额外载流子的带内跃迁，以及基本上平衡由cg量子点的精细纳米结构产生的QLED中的电荷注入（图1b）。利用基于核/壳量子点的成功经验，作者预计了几乎无衰减、高效率和高亮度cg-QD LED可以促进电致发光全彩显示和固态照明应用的发展。（文：爱新觉罗星）

图1.cg-QDs和QLED的示意图(a）三种cg量子点示意图：量子点沿整个径向连续梯度，量子点的一个或两个核壳沿径向连续梯度，连续梯度中间层分别位于量子点的核壳之间(b）基于cg-QDs的典型QLED示意图。