鈣鈦礦量子點是近幾年發展起來的新型光電材料，由于其具有熒光量子效率高、亮度高、缺陷容忍度高以及色域滿足BT.2020標準等優點，在發光二極管（LED）和新型顯示領域具有廣闊的應用前景。但鈣鈦礦量子點由于其比表面積大，表面缺陷和表面有機配體的絕緣特性對其熒光量子效率、光電器件性能等具有顯著的影響。
鎵離子鈍化鈣鈦礦量子點缺陷及其發光二極管示意圖
基于以上問題，省科學院半導體研究所新型顯示團隊與中科院長春應用化學研究所相關團隊合作，利用高價金屬鎵離子對全無機鈣鈦礦量子點CsPbBr3表面進行鈍化修飾，制備出具有高光電效率的CsPbBr3電致發光器件。該工作重點研究了金屬鎵離子源對CsPbBr3量子點的表面鈍化機制和性能影響。研究結果表明，金屬鎵離子的修飾顯著的降低了CsPbBr3量子點表面缺陷態密度，提高了熒光量子效率，同時鎵離子對量子點表面有機配體的部分替代提高了載流子傳輸能力。相比未經過鎵離子修飾的量子點器件，基于該量子點材料制備的電致發光器件最高亮度提高了2倍，電流效率提高了9倍以上，器件壽命提高了7倍以上。該方法研究了量子點缺陷對器件性能影響的問題，發展了該體系量子點缺陷鈍化的方法。
相關研究成果發表在國際權威期刊Journal of Materials Chemistry C，半導體所王建太博士為論文第一作者，學術帶頭人龔政博士和長春應化所謝志元研究員為聯合通訊作者。該方法解決了量子點表面缺陷對器件性能影響的問題，發展了該體系量子點缺陷鈍化的方法。
論文信息：
Wang, J., Xu, Y., Zou, S., Pang, C., Cao, R., Pan, Z., Guo, C., Hu, S., Liu, J., Xie, Z., & Gong, Z. (2021). Effective defect passivation of CsPbBr3 quantum dots using gallium cations toward the fabrication of bright perovskite LEDs. Journal of Materials Chemistry C.
