绿色显示技术新突破:超薄中间层带来更亮、更高效的ZnSeTe量子点LED - 闲芯交易网
绿色显示技术新突破:超薄中间层带来更亮、更高效的ZnSeTe量子点LED

随着全球对环境保护意识的不断提高,下一代显示技术——量子点发光二极管(QD-LEDs)在追求高性能的同时,也面临着低毒性和环境可持续性的新挑战。在这一背景下,InP和ZnSe这两种环保型量子点(QDs)系统成为了研究的热点。虽然InP QDs可以通过精确控制晶体核心大小来灵活调节其发射光谱,但其制备过程中依赖有毒且昂贵的磷前体,这限制了其大规模应用的前景。与之相对,通过与窄带隙ZnTe合金化形成的三元ZnSeTe QDs实现了光谱调整,这不仅在光谱控制上显示出显著的便利,同时也带来了可持续性和成本效益的优势,为QD-LEDs技术的未来发展开辟了一条绿色且经济有效的路径。然而,基于ZnSeTe的QDs在绿色和红色QD-LEDs上的性能还存在瓶颈,这是由于缺乏有效的缺陷钝化策略。

河南大学的沈怀宾教授及其同事发表了他们的最新研究成果,成功开发了明亮且高效的基于ZnSeTe的绿光QD-LEDs。研究团队采用了他们开发的“低温注入和高温生长”方法,通过插入一层超薄的ZnSeS合金中间层来辅助增厚ZnS外壳的生长,成功合成了发射明亮绿光的厚壳ZnSeTe/ZnSe/ZnSeS/ZnS QDs。ZnSeS中间层的引入有效缓解了ZnSe和ZnS之间的晶格失配,并且通过增厚壳层进一步钝化了表面缺陷,从而增强了基于ZnSeTe的QDs的辐射复合效率和光学稳定性。此外,这种壳层调控策略还导致QDs的能级结构轻微向上移动,有助于减少空穴注入障碍和抑制过量电子注入,最终促进了平衡的载流子注入。

因此,这种厚壳绿光QD-LEDs的外部量子效率(EQE)峰值得到了显著增强,从12.9%上升到20.6%,同时亮度超过100,000 cd/m²,创下了ZnSe和ZnSeTe基QD-LEDs最高亮度的新纪录。同时,设备的操作稳定性也得到了显著提高。这一结构设计为ZnSeTe基QDs的生长控制和缺陷钝化提供了新的见解,为开发高性能环保型电致发光设备奠定了关键基础。

该项研究成果已发表在《科学公报》期刊上,题为“具有超过20%外部量子效率的明亮且高效的基于ZnSeTe的量子点发光二极管”。

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