Nature | 基于長(zhǎng)程有序量子點(diǎn)薄膜的高性能發(fā)光器件

    基于量子點(diǎn)發(fā)光材料的新型顯示是國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，也是中日韓和歐美等國(guó)相互競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)業(yè)高地。為推進(jìn)高性能量子點(diǎn)發(fā)光器件的實(shí)際應(yīng)用，世界上多個(gè)科研院所和生產(chǎn)廠(chǎng)商正在從不同角度切入，力求取得重大理論和技術(shù)突破。

    近日，蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院廖良生教授、王亞坤副教授從實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程有序且兼具高導(dǎo)電性的鈣鈦礦量子點(diǎn)薄膜入手，通過(guò)艱難的實(shí)驗(yàn)探索，提出了量子點(diǎn)表面調(diào)控新策略，在提升量子點(diǎn)發(fā)光效率及穩(wěn)定性方面取得重要突破，成功制備了兼具高發(fā)光效率和高穩(wěn)定性的量子點(diǎn)發(fā)光器件。所制備的鈣鈦礦量子點(diǎn)發(fā)光器件，在亮度為1000 nit的工作條件下可保持超過(guò)20%的外量子效率，且工作壽命相對(duì)提高100多倍，為同類(lèi)器件的最高值。

    該研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，制備長(zhǎng)程有序量子點(diǎn)發(fā)光薄膜，對(duì)于提升激子有效利用率和器件穩(wěn)定性至關(guān)重要。前期探索研究發(fā)現(xiàn)，雖然基于非有序鈣鈦礦量子點(diǎn)的發(fā)光器件可以實(shí)現(xiàn)較高效率，但是其中較小尺寸量子點(diǎn)的大比表面積會(huì)限制量子點(diǎn)-量子點(diǎn)間的載流子輸運(yùn)，導(dǎo)致在高亮度下，器件效率和穩(wěn)定性較差�；�于此，廖良生教授課題組提出了一種雙配體協(xié)同策略，通過(guò)缺陷態(tài)鈍化策略與原位去除小尺寸量子點(diǎn)方法相結(jié)合的方式，成功制備了長(zhǎng)程有序、致密、均勻和無(wú)缺陷的薄膜，且其優(yōu)異性能在發(fā)光器件中得到驗(yàn)證。

    該工作不僅提供了一種長(zhǎng)程有序量子點(diǎn)薄膜的可控制備新方法，還首次在鈣鈦礦量子點(diǎn)體系中實(shí)現(xiàn)了高亮度-高效率-高穩(wěn)定性的有效統(tǒng)一。上述研究成果為高性能量子點(diǎn)顯示器件的實(shí)際應(yīng)用提供了新策略。相關(guān)成果于2024年5月8日在《Nature》期刊線(xiàn)上發(fā)表（DOI:10.1038/s41586-024-07363-7），我院是論文的唯一通訊單位，王亞坤副教授為該文的第一作者，加拿大多倫多大學(xué)的Haoyue Wan為共同第一作者；廖良生教授為通訊作者。同時(shí)，王穗東教授課題組在薄膜遷移率表征方面提供了幫助。

    廖良生教授、王亞坤副教授的研究成果 “Long-range order enabled stability in quantum dot light-emitting diodes”在《自然》（Nature）上發(fā)表。功能納米與軟物質(zhì)研究院是該論文的唯 一通訊單位，王亞坤為論文的第 一作者，加拿大多倫多大學(xué)Haoyue Wan為共同第 一作者，廖良生為論文的通訊作者。王穗東教授課題組在薄膜遷移率表征方面提供了幫助。

    文章題目：Long-range order enabled stability in quantum dot light-emitting diodes

    作者信息：Ya-Kun Wang# (王亞坤), Haoyue Wan# (萬(wàn)昊越), Sam Teale, Luke Grater, Feng Zhao (趙峰), Zhongda Zhang (張中達(dá)), Hongwei Duan (段宏偉), Muhammad Imran, Shui-Dong Wang (王穗東), Sjoerd Hoogland, Liang-Sheng Liao* (廖良生)

    文章網(wǎng)址：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07363-7

    項(xiàng)目資助：We acknowledge the financial support from the National Natural Science Foundation of China (NSFC) (62205230 and 62175171), the Suzhou Key Laboratory of Functional Nano and Soft Materials, the Collaborative Innovation Center of Suzhou Nano Science and Technology (CIC-Nano), the 111 Project and the Joint International Research Laboratory of Carbon-Based Functional Materials and Devices. We acknowledge the Sargent group at the University of Toronto for providing access to the experimental facilities. This publication is based, in part, on the work supported by the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada.