廣西大學在高效環(huán)保量子點LED研究方面取得新進展

    近日，廣西大學納米光子學團隊在高效環(huán)保量子點發(fā)光二極管研究方面取得新進展，相關成果以“Highly efficient and eco-friendly green quantum dot light-emitting diodes through interfacial potential grading”為題，發(fā)表在國際頂級學術期刊Nature Communications上。

    論文的第一作者為廣西大學物理科學與工程技術學院2022級博士研究生畢玉和，通訊作者為物理科學與工程技術學院教授曹盛、趙家龍，資源環(huán)境與材料學院教授鄒炳鎖，以及蘇州星爍納米科技有限公司博士王允軍。我校為論文的第一單位及通訊單位。

    隨著顯示技術的快速發(fā)展，量子點發(fā)光二極管正成為下一代高性能顯示應用的有力競爭者。近年來，出于環(huán)保需求及大規(guī)模商業(yè)化的考量，無重金屬的環(huán)保型量子點發(fā)光二極管受到了廣泛關注。然而，盡管環(huán)保型紅色和藍色量子點發(fā)光二極管已取得顯著進展，但綠色量子點發(fā)光二極管仍面臨技術瓶頸，主要挑戰(zhàn)在于其非輻射復合率高，特別是俄歇復合效應，導致量子點發(fā)光二極管的外量子效率難以突破20%，嚴重制約了商業(yè)化進程。

    針對這一難題，結(jié)合廣西豐富的有色金屬資源優(yōu)勢，該研究團隊創(chuàng)新性地提出了一種高效的環(huán)保型硒化鋅碲（ZnSeTe）量子點發(fā)光二極管制備技術，重點研究ZnSeTe量子點的界面勢能結(jié)構(gòu)對發(fā)光性能的影響。通過精確調(diào)控界面勢能梯度，有效降低晶格應變及結(jié)構(gòu)缺陷，從而顯著抑制非輻射復合過程，尤其是俄歇復合。

    研究表明，采用界面勢能優(yōu)化策略的ZnSeTe量子點制備的綠色量子點發(fā)光二極管，在高亮度5963 cd m-2下，實現(xiàn)了21.7%的最大外量子效率，并在5.4 V驅(qū)動電壓下達到了52040 cd m-2的最大亮度。這一研究大幅提升了環(huán)保型綠色量子點發(fā)光二極管的發(fā)光性能，揭示了界面勢能調(diào)控與器件性能之間的關鍵關系，為高效環(huán)保型量子點發(fā)光二極管技術的發(fā)展奠定了重要基礎，同時也為廣西有色金屬資源的高值化應用開辟了新路徑。

    據(jù)悉，該研究得到國家自然科學基金、廣西科技項目、廣西“納米光子學材料與技術”人才小高地等項目資助，以及國家和自治區(qū)重點實驗室平臺提供的技術與資源支持。