全国十大量子点科研成果盘点
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近年来，随着城市景观亮化、文旅夜游产业的兴起，照明与显示的融合趋势也愈演愈烈。在这样的产业大趋势下，一款人类至今发现的最好发光材料——量子点逐渐暂露头角，成为了照明与显示产业兑现更多科技创新价值的未来大方向。 对此，中国照明网通过展示近一年来全国量子点前沿科技成果，为当前“疫”境下寻求破局立新的照明人带来重要的应用技术参考。 一、高发光方向性量子点 今年3月，中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室研究人员与加拿大多伦多大学合作，在量子点合成过程中，引入晶格应力，调控量子点的能级结构，成功获得具有高度发光方向性的量子点材料。
两高校研究人员使用背焦面成像等手段，确认了该量子点材料的发光偏振，发现88%的面内偏振占比使该材料具有很强的发光方向性，此发光方向性的提升可以将QLED的效率极限从30%提升到39%。 该研究成果在胶体量子点发光材料领域得到应用后，将为未来制造超高效率的QLED器件提供一种新的解决思路。 二、QLED用蓝光量子点 2021年11月，河南大学研究人员通过在尺寸大于体玻尔直径的ZnSe核上生长ZnS薄壳，合成了蓝色发光量子点。 该高校研究人员所制备量子点的量子产率高达95%，发射宽度极窄约为9.6纳米。该量子点ZnSe核的尺寸减小了QDs和LED中相邻层之间的能级差异，并改善了电荷传输。 这些高质量蓝色发光量子点推广应用后，其制作的LED将显示出明亮的纯蓝色发射光，外部量子效率将达到12.2%，工作寿命相对较长，对下一代电致发光显示器的制造具有重要的作用。 三、冷却造ZnSeTe基量子点 今年2月，南京理工大学研究人员通过冷却工程调控激发态，研制出了高质量的环保型ZnSeTe基量子点，证明环保量子点在实际应用中的可行性。
为了提高量子点的发光效率，研究人员采用不同的冷却速率来冷却反应溶液，再用冰水冷却、自然风冷和炉冷来调节反应等方式终止或冷却的速度。经过冷却优化后，研究人员发现，ZnSeTe量子点表现出高量子发光效率(>90%)，超过了此前世界纪录，具有良好的稳定性，可与传统的硒化镉(CdSe)量子点相媲美。 基于优异的光学性能，冷却优化后的ZnSeTe量子点不仅在光通信系统中具有高调制带宽和高数据传输速率的潜力，还在高性能的白光发光二极管(WLED)还具有良好的光通信能力，可用作环保可见光通信的光源。 四、ACGSe四元合金量子点 2021年7月，复旦大学研究人员通过有机相一锅法合成了Ag-Cu-Ga-Se(ACGSe)四元合金量子点，实现了71.9%的高量子产率以及510-620 nm的可调谐发射效果，展示了该量子点在应用端的强大潜力。 该研究工作中，研究人员通过有机相单锅法，并包覆ZnSe壳层，极大的改善了量子点的发光特性，同时通过合成过程中不同条件进行的系统优化，并对不同批次包覆后的量子点进行量子产率(Table S2)测试，得到最高量子点为Shell-6条件下的71.9%，为后续的发射调谐以及LED器件应用奠定了基础。 基于ACGSe/ZnSe量子点优异的荧光性能，研究人员还对其在白光LED领域应用的潜力进行了探究，通过将制备的量子点粉末与树脂一起封装在450 nm发射的蓝光InGaN芯片上，通过ACGSe/ZnSe量子点的比例可以轻松的实现从3221K到15170K的不同色温的白光调谐，从而表明该量子点是一种绿色环保的理想荧光材料，具有可观的实际应用前景。 五、CsPbBr3量子点电致发光器件 2021年9月，广东省科学院半导体研究所新型显示团队与中科院长春应用化学研究所相关团队合作，利用高价金属镓离子对全无机钙钛矿量子点CsPbBr3表面进行钝化修饰，制备出具有高光电效率的CsPbBr3电致发光器件。
该器件制备过程中，研究人员重点研究了金属镓离子源对CsPbBr3量子点的表面钝化机制和性能影响。通过金属镓离子的修饰，研究人员成功降低了CsPbBr3量子点表面缺陷态密度，从而提高了荧光量子效率;同时，通过镓离子对量子点表面有机配体的部分替代，研究人员也提高了量子点载流子的传输能力。 基于该量子点材料制备的电致发光器件，其最高亮度提高了2倍，电流效率提高了9倍以上，器件寿命提高了7倍以上，在发光二极管(LED)和新型显示领域具有广阔的应用前景。 |
