基於綠色磷化銦(InP)的量子點發光二極體(QD-LED)仍然存在效率低、使用壽命短的問題,對完全無鎘的QD-LED顯示器和照明構成了嚴峻挑戰。不幸的是,這些限制背後的因素仍然不清楚,因此,沒有明確的裝置工程指南。
來自河南大學、中國科學技術大學等單位的研究人員,透過使用電激勵瞬態吸收光譜,發現最先進的綠色無鎘QD LED(普遍採用InP–ZnSeS–ZnS核-殼-殼結構)的低效率源於ZnSeS夾層,因為它施加了高注入勢壘,限制了電子濃度和陷阱飽和。研究人員從實驗和理論上證明,用加厚的ZnSe中間層代替目前廣泛使用的ZnSeS中間層,可以同時改善電子注入和抑制洩漏,在543 nm發射的綠色InP基QD LED中,在1000 cd m–2的初始亮度下,可以實現26.68%的峰值外量子效率和1241小時的T95壽命(亮度降至初始值95%的時間),分別比之前的最佳值高出1.6倍和165倍。
相關研究成果以“Efficient green InP-based QD-LED by controlling electron injection and leakage”為題在頂級期刊Nature發表。據悉,這是河南大學首次作為第一通訊單位在《自然》期刊發表研究成果。
論文連結:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08197-z
圖1. EETA光譜
圖2. 改善InP QD-LED綠色光量子效率的方法
圖3. 綠色QD-LEDs器件效能
總的來說,本研究揭示了綠色InP基QD-LED效率低下的關鍵原因,並提供了有效的解決方案,同時實現了電子注入提升和電子洩漏抑制,也為高效能QD-LED的設計提供了新思路。
本文來自微信公眾號“材料科學與工程”。