半導體照明網(wǎng)獲悉：近日，南方科技大學孫小衛(wèi)課題組通過低溫成核、高溫包覆的方法成功制備了基于溴離子鈍化的高效藍光InP量子點材料，同時通過配體工程，將長鏈的十二硫醇配體交換為短鏈辛硫醇配體，進一步提升了藍光InP QLED器件性能。

鎘基量子點由于存在生物毒性和環(huán)境污染的問題在電子產(chǎn)品的應用中受到了嚴格限制，InP量子點作為最有前途的替代產(chǎn)品，逐漸受到了學術界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛研究。目前，紅光和綠光InP量子點材料光致發(fā)光量子產(chǎn)率 (PLQY) 都已接近100%，然而，藍色InP量子點的最高QY僅為 82%，因此，高效藍色InP量子點的合成具有重要意義。

 

藍色InP量子點較低的PLQY主要是由于其較大的比表面積，導致其較易被氧化。同時，InP較小的有效電子質(zhì)量（0.077me*）使其核心電子更易躍遷至ZnS殼層，使其被表面缺陷所捕獲?；诋a(chǎn)業(yè)化和環(huán)保的理念，我們使用毒性低、穩(wěn)定性好，廉價的三（二甲胺）膦作為前驅(qū)體，為了減少成核過程中InP核心的氧化，我們在成核前后分別對量子點進行脫氣處理，相比僅有成核前的脫氣工藝，InP/ZnS量子點的PLQY提高了10%。另一方面，為了彌補由于核殼間較大的晶格失配（7.7%）導致無法包覆較厚的ZnS殼層限制核心電子躍遷的問題，我們選擇使用有機配體和鹵素進行協(xié)同鈍化的方案，鈍化殼層表面的缺陷。

 

 

圖1.藍光InP/ZnS/ZnS量子點合成示意圖

 

據(jù)課題組介紹，溴離子相對于碘離子具有更小的離子半徑和更強的電負性，表現(xiàn)出優(yōu)異的陽離子鈍化效果，但在量子點合成過程中，由于溴離子的引入導致的量子點快速生長而普遍應用在綠光InP量子點的合成中。為此，孫小衛(wèi)課題組團隊提出了低溫引入溴離子的方法進行核心的生長和鈍化，并在高溫下包覆ZnS殼層，成功制備出PLQY為93%的藍光InP量子點。相較于碘離子鈍化后54%的PLQY有了顯著的提升，也是迄今為止藍色InP 量子點的最高報道值。

 

 

圖2.（a）器件能級圖，（b）歸一化PL 和 EL 光譜，（c）配體交換前后電流密度-電壓-亮度曲線，（d）EQE-電流密度曲線

 

后期通過引入了短鏈辛硫醇配體來替代長鏈十二硫醇配體，進一步提升電子和空穴的注入效率，研究團隊也成功制備了外量子效率為2.6%的藍光InP QLED。

 

上述研究工作得到了科技部國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFB0401702）;國家自然科學基金項目(No. 61674074, No. 61875082, No. 61405089, No. 62005115);廣東省重點區(qū)域研發(fā)計劃項目(No. 2019B010925001, No. 2019B010924001) ;深圳孔雀團隊項目（No. KQTD2016030111203005）的支持。