由于電子和空穴波函數(shù)的分離，II型納米晶量子點(diǎn)（QD）的量子產(chǎn)率較低，這是一個(gè)普遍接受的觀點(diǎn)。最近，報(bào)道了基于鎘的II型量子點(diǎn)的高量子產(chǎn)率。因此，尋找無毒高效的II型量子點(diǎn)的探索仍在繼續(xù)。
在此，來自土耳其科什大學(xué)的研究人員展示了環(huán)境友好的II型InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點(diǎn)，其量子產(chǎn)率高達(dá)91%. 通過熱分解在InP量子點(diǎn)上生長ZnO層，然后通過連續(xù)的離子層吸附在ZnS層上。為了在器件結(jié)構(gòu)中保持量子點(diǎn)的量子效率，InP/ZnO/ZnS量子點(diǎn)以液態(tài)集成在藍(lán)光發(fā)光二極管（led）上，其外部量子效率分別為9.4%。這項(xiàng)研究指出，無鎘II型量子點(diǎn)可以達(dá)到高效率水平，這可以刺激用于生物成像、顯示和照明的新型器件和納米材料。相關(guān)論文以題目為“Cadmium-Free and Efficient Type-II InP/ZnO/ZnS Quantum Dots and Their Application for LEDs”發(fā)表在ACS Applied Materials Interface期刊上。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/aCSAmi.1c08118?ref=pdf
半導(dǎo)體納米晶（NC）量子點(diǎn)（QD）在發(fā)光器件。太陽能電池等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。由于量子限制效應(yīng)，它們顯示出可調(diào)諧發(fā)射顏色、高光化學(xué)穩(wěn)定性和溶液可加工性等有利性質(zhì)。特別是，高光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY），定義為發(fā)射的光子數(shù)與產(chǎn)生的激子總數(shù)之比，是一個(gè)關(guān)鍵數(shù)字。為了獲得高PLQYs，I型量子點(diǎn)是研究最廣泛的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，它具有跨接排列，將電子和空穴定位在核心內(nèi)?；蛘撸琁I型量子點(diǎn)在不同材料中具有導(dǎo)帶和價(jià)帶極值，人們普遍認(rèn)為II型量子點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致低PLQY。
到目前為止，已經(jīng)研究了由CdSe、CdS、CdTe和ZnTe（例如CdTe/CdSe和ZnTe/CdSe）組成的各種II型異質(zhì)結(jié)。然而，它們的PLQY仍然很低，這是由于電子和空穴的空間分離導(dǎo)致非輻射復(fù)合速率的增加和PLQY的減少。最近，ZnSe/CdS/ZnS、CdSe/CdTe和Cd x Zn分別獲得了61%、68%和88%的高PLQ值。然而，上述II型量子點(diǎn)含有劇毒的重金屬鎘?；蛘?，也研究了一些無鎘量子點(diǎn)（例如ZnTe/ZnSe），但其PLQY高達(dá)36%。因此，尋找高效無鎘II型量子點(diǎn)的探索仍在繼續(xù)，該量子點(diǎn)可廣泛用于形成環(huán)境友好的發(fā)光器件和生物相容性發(fā)光標(biāo)記。在這項(xiàng)工作中，作者展示了具有II型交錯(cuò)排列異質(zhì)結(jié)的InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點(diǎn)。通過熱分解合成了ZnO殼層，并通過連續(xù)離子層吸附（SILAR）方法生長了多個(gè)ZnS殼層。優(yōu)化了ZnO和ZnS殼層厚度，從而獲得了90.8%的高效率PLQY。（文：愛新覺羅星）
圖1。（a）InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點(diǎn)的能帶圖。（b）InP核、（c）InP/ZnO核/殼和（d）InP/ZnO/ZnS核/殼/殼量子點(diǎn)的量子力學(xué)模擬。
圖2。（a）InP核（黑色）、InP/ZnO核/殼QD（藍(lán)色）和QD-4ZnScore/殼/殼NCS（紅色）的PDDF。（b）可以描述InP核和InP/ZnO核/殼量子點(diǎn)的測(cè)量SAXS曲線的球體分布。（c）InP核，（d）InP/ZnO核/殼和（e）QD-4ZnS核/殼/殼NCs的尺寸分布直方圖。（f）InP、InP/ZnO和InP/ZnO/ZnS核/殼/殼NCs的XRD。InP量子點(diǎn)的XPS分析，（g）在3d光譜和（h）P 2p光譜中。
圖3。（a） 基于量子點(diǎn)的LED制造示意圖。（b）LED開啟時(shí)的照片。（c）不同TOD值下的PCE（%）和EQE（%）。（d）注入電流為10 mA時(shí)，不同光密度下QD LED的色坐標(biāo)。（e）在5至150 mA的不同電流注入水平下，光密度為0.4的紅色發(fā)光量子點(diǎn)LED的強(qiáng)度光譜。
