基于硒化鎘（CdSe）的量子點（QDs）在許多領域，尤其是光電子學領域發揮著重要作用。最近，具有合金殼結構（CdSe@ZnS）的量子點已被廣泛應用于量子點發光二極管（QLED）器件中，這主要是由于它們具有高量子產率和良好的光化學穩定性。通常，它們在三個方向上的尺寸都比半導體材料的激子玻爾半徑更小。實現了許多獨特的物理特性，包括窄發射峰、高發光效率、可調光譜和高重復性。最近，有機相合成法將前驅體注入沸點較高的溶劑中，以獲得發光性能更高的 QD 核。此外，用于合成 QDs 的鎘前驅體和非配位溶劑的大量臨界改進導致了非輻射重組概率的增加，并進一步降低了 QLED 的效率和工作壽命。此外，平衡電荷載流子的注入可能是提高 QD 發光二極管性能的另一個關鍵問題。為了減少過多的載流子，人們廣泛引入并研究了許多阻擋層，包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯亞胺乙氧基化物（PEIE）、聚乙烯亞胺（PEI）以及其他一些用于制造器件的材料。

在制造 QLED 的過程中，通常會在 QD 層表面旋涂乙醇溶劑中的 ZnO 納米晶體作為電子傳輸層。然而，乙醇溶劑會對 QDs 的配體產生負清洗作用，導致配體從 QD 薄膜上脫離，最終在 QD 層和 ZnO 層之間的界面上會殘留更多的附加缺陷。同時，氧化鋅本身也存在許多氧空位缺陷，這實際上是在制造氧化鋅層時不可避免的。一旦 QD 與 ZnO 直接接觸，就會導致非輻射重組和熒光淬滅。通過原子層沉積（ALD）技術，在 QD 上沉積氧化鋁（Al2O3）層以保護其免受水和氧氣的侵蝕，從而制備出高度穩定的 QD 薄膜。事實上，由于Al2O3 在 ALD 過程中的孤島式生長機制，在形成均勻的Al2O3薄膜方面仍存在一些問題。由于Al2O3的絕緣特性，它還可以作為平衡電荷載流子的電子阻擋層。因此，在制造 QLED 器件時，制備的Al2O3應相對較薄；事實上，很難獲得連續致密的薄膜，因為它往往會形成過多的小島。氟化鋰（LiF）也是一種絕緣材料，可以解決這一問題，原因是它通過熱蒸發獲得了致密的特性。福州大學楊尊先等人通過優化合成工藝和進一步減少 QD 殼中的缺陷，最終實現了具有高光電性能的 CdSe 基 QLED。根據他們對熒光壽命和單載流子器件的測試結果，QD外殼的缺陷密度間接大大降低。在熱注入法中用溶劑稀釋反應體系后，觀察到 QD 發射從 595 納米藍移到 562 納米。然后，在 QD 上進一步鍍上 ZnSe 殼后，有效發射中心的尺寸在一定程度上減小，并進一步獲得了藍移發射，波長降至 533 nm。最后，在合成的 QD 外部，ZnS 外殼被用來鈍化和進一步保護 ZnSe 層，這大大提高了 CdSe 基 QD 的平均熒光壽命，從 22.94 ns 提高到 36.41 ns。此外，還在 QD 發射層上進一步沉積了一層厚度經過優化的氟化鋰（LiF），以防止乙醇溶劑清洗造成的配體解吸。因此，CdSe 基 QD 的熒光效率得到了極大提高，在 3 nm 的 LiF 層上，CdSe 基 QLED 達到了 8.06% 的最大外部量子效率 (EQE)。

【結果】

【原文鏈接】

Qiaocan Huang, Zunxian Yang, Yuliang Ye, Zongyi Meng, Zhiwei Zeng, Hongyi Hong, Songwei Ye, Zhiming Cheng, Qianting Lan, Bingqing Ye, Yuanqing Zhou, Zihong Shen, Wenbo Wu, Jiaxiang Wang, Ye Chen, Hui Zhang, Tailiang Guo, Fushan Li, Yongyi Chen, and Zhenzhen Weng. Physically Controlled Nucleation for Tunable Quantum Dots and Interface Defect Modification in Light-Emitting Diodes. ACS Applied Nano Materials 2024 7 (2), 1896-1906

 DOI: 10.1021/aCSAnm.3c05208

 （來源：光電未來）