在科技部973項目和國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體和重點項目的支持下，中科院化學(xué)所有機固體院重點實驗室的科研人員與美國Ocean NanoTech公司以及美國賓州州立大學(xué)合作，在半導(dǎo)體量子點發(fā)光二極管(QD-LED)的研究方面取得重要進展，研究成果發(fā)表在最新一期Nature Photonics上(Nature Photonics, 2007, 1: 717-722)。
化學(xué)所有機固體室的研究人員使用美國Ocean NanoTech公司制備的高質(zhì)量的具有核殼結(jié)構(gòu)的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS納晶量子點，同時使用聚三苯胺(poly-TPD)為空穴傳輸層、八羥基喹啉鋁(Alq3)為電子傳輸層，通過調(diào)節(jié)量子點尺寸以及通過器件結(jié)構(gòu)和各層厚度的優(yōu)化，制備了可發(fā)紅、橙、黃、綠四種顏色光的QD-LED器件(圖2)，其最大亮度分別達到9064 (紅光)、3200(橙光)、4470(黃光)和3700(綠光)cd/m2，分別為各色光QD-LED文獻報道的最高值。同時，這些QD-LEDs還具有較低的啟亮電壓(3-4V)、改進的效率(1.1-2.8 cd/A)、高的色純度(電致發(fā)光譜半峰寬30nm左右)和較長的工作壽命。
QD-LED具有與聚合物發(fā)光二極管(PLED)類似的器件結(jié)構(gòu)(圖1)和可溶液加工的特點，其發(fā)光層由半導(dǎo)體量子點(QDs)膠體溶液旋涂制成，因而具有與PLED同樣的制備過程簡單、成本低、可制成柔性器件等優(yōu)點。同時，QD-LED與PLED相比，還具有發(fā)光色純度高(發(fā)光半峰寬窄)、發(fā)光顏色可通過控制量子點尺寸大小進行調(diào)節(jié)等突出優(yōu)點。除此之外，QD-LED還是半導(dǎo)體納晶的一個重要應(yīng)用領(lǐng)域。因此，對QD-LED的研究引起了薄膜電致發(fā)光器件和半導(dǎo)體納晶研究工作者的極大關(guān)注。
QD-LED器件結(jié)構(gòu)：(a) 半導(dǎo)體量子點的的結(jié)構(gòu)及其膠體溶液的熒光照片；(b) 紅光QD-LED各組分的能級結(jié)構(gòu)；(c) PEDOT、poly-TPD和Alq3的分子結(jié)構(gòu)。
QD-LED的I-V和L-V曲線（左圖，插圖為器件結(jié)構(gòu)）和電致發(fā)光光譜（右圖，插圖為器件的照片）。
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