磷化銦（InP）量子點由于可媲美于含鎘量子點的光學(xué)性能，又不含重金屬元素，在顯示領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注，被認(rèn)為是下一代顯示技術(shù)采用的主流材料。InP 量子點的合成路線自1994年被報道后，并未出現(xiàn)很大的進(jìn)化與改善，其常用的磷源前驅(qū)體為三（三甲基硅基）膦, (TMS)3P是一種異?；顫姷挠袡C磷試劑，價格昂貴，由于其危險性和反應(yīng)的不可控性，一直有研究者希望可以找到其他替代的有機磷試劑，實現(xiàn)真正的從生產(chǎn)到產(chǎn)品的環(huán)保型量子點。

 

以“Green InP/ZnSeS/ZnS Core Multi‐Shelled Quantum Dots Synthesized with Aminophosphine for Effective Display Applications”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》的論文從量子點材料的制備入手，采用更經(jīng)濟(jì)安全，更易使用的膦源，三（二甲氨基）膦(DMA)3P代替?zhèn)鹘y(tǒng) (TMS)3P。通過優(yōu)化殼層合金結(jié)構(gòu)，在綠色合金InP量子點中引入ZnSeS中間層，降低晶格失配，增加可層厚度進(jìn)一步的限制激子的躍遷，最終制備出的綠光InP/ZnSeS/ZnS量子點PLQY達(dá)到95％，薄膜PLQY達(dá)到60％以上，是目前中使用氨基膦作為P前驅(qū)體合成的綠光InP QDs的最高量子效率。研究表明，使用這種方法制備的量子點含有大量的無機鹵素配體，可以有效抵擋環(huán)境中水氧對量子點表面的侵蝕作用。同時，使用該綠光InP/ZnSeS/ZnS量子點制備的寬色域QDEF薄膜在高溫高濕藍(lán)光的加速老化環(huán)境下壽命高達(dá)T95大于1000小時，其綠光QLED器件的EQE超過7％，超過了已有使用(TMS)3P作為前驅(qū)體的InP QLED效率。

 

 

 

圖1. （a）綠光磷化銦量子點的生長過程；（b）磷化銦量子點的溶液照片；（c）使用該磷化銦量子點制備的QDEF薄膜，及其在高溫高濕藍(lán)光照射環(huán)境下的加速老化曲線。

 

 

圖2. 器件特性（a）綠色I(xiàn)nP QLED能級圖；（b）UPS光電子能譜；（c）綠色QLED照片；（d）電流密度（J）-電壓（V）-亮度（L）特性曲線；（e）EQE與亮度特性曲線

 

本文第一作者是南方科技大學(xué)研究助理教授劉湃，博士研究生婁雅君。文章的通訊作者為南方科技大學(xué)孫小衛(wèi)教授和王愷副教授。

 

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202008453

 

 

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膠體納米片因其表面原子級平整度和僅在一維尺度上的量子限域效應(yīng)，展現(xiàn)出了超窄的光譜線寬（~10 nm），有望實現(xiàn)超寬色域顯示的新型發(fā)光材料。然而目前報導(dǎo)的基于納米片的純綠色發(fā)光二極管的器件外量子效率和最高亮度均不理想。以“High Performance Ultrapure Green Nanoplatelet Quantum Dot Light-Emitting Diodes by Suppressing Non-radiative Energy Transfer”為題發(fā)表在《Advanced Electronic Materials》的論文研究了納米片材料的自我堆疊對其發(fā)光效率及其器件效率的影響。由于納米片的幾何特性，使得其很容易發(fā)生自我堆疊，其間距會縮小至5nm；同時，由于納米片的發(fā)光譜與吸收譜有較大的重疊，使得自我堆疊的納米片材料很容易發(fā)生非輻射能量復(fù)合（其非輻射復(fù)合速率為不堆疊的速率的1000倍），從而影響以納米片為發(fā)光層的器件的發(fā)光效率。實驗證明，通過減少堆疊的產(chǎn)生，納米片薄膜的熒光壽命得到提升，其器件的外量子效率和亮度也相對于有堆疊的納米片器件分別提高了6.3倍和4.7倍。

 

 

圖3. (a)納米片發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖；（b）堆疊和不堆疊的納米片熒光衰減對比；（c）堆疊和不堆疊的納米片發(fā)光二極管器件效率對比

 

 

圖4. （a）納米片溶液和薄膜的光致激發(fā)光譜及納米片器件的電致激發(fā)光譜;（b）不同電壓下納米片器件的電致激發(fā)光譜；（c）納米片器件實物照；（d）納米片器件的色坐標(biāo)點對比。

 

本文第一作者是2017級南方科技大學(xué)與新加坡國立大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生溫佐良，文章的通訊作者為南方科技大學(xué)孫小衛(wèi)教授，王愷副教授和新加坡國立大學(xué)Teo Kie Leong教授。

 

文章鏈接：

 

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aelm.202000965

 

 

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本工作感謝科技部國家重點研發(fā)計劃，國家自然科學(xué)基金，廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃，深圳市孔雀團(tuán)隊計劃支持。