浙大化學(xué)系在量子點(diǎn)發(fā)光二極管研究方面取得重要進(jìn)展

  據(jù)家自然科學(xué)基金委網(wǎng)站消息，在家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（21233005）等的支持下，浙江大學(xué)化學(xué)系彭笑剛課題組與材料系金一政課題組合作在量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）研究領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》（Nature）上。該文報(bào)道了一種以量子點(diǎn)為電致發(fā)光材料的新型LED器件。其性能遠(yuǎn)超過了目前相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的其它量子點(diǎn)LED，并且該新型器件可以通過簡(jiǎn)單的溶液加工路線制備而得。

    LED作為下一代照明與顯示的核心器件已被業(yè)界認(rèn)可。GaN外延生長(zhǎng)量子阱的LED器件則是目前市場(chǎng)上的流行產(chǎn)品。但是，GaN外延生長(zhǎng)量子阱需要超高真空、超高純度原料、超密度電能消耗等條件。為此，無論是顯示產(chǎn)業(yè)還是照明產(chǎn)業(yè)，都選擇了藍(lán)光LED與下轉(zhuǎn)換稀土熒光粉結(jié)合的相對(duì)低成本思路。而這種結(jié)合路線導(dǎo)致了光質(zhì)量偏低、色域不能完全滿足要求等缺陷。與GaN量子阱LED不同，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）器件的發(fā)光中心為有機(jī)分子，因而可以用要求較低的真空條件制備。OLED已經(jīng)在小屏顯示上得到了應(yīng)用。但由于OLED電致發(fā)光中心為有機(jī)分子，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性一直是一個(gè)棘手的問題。其直接表現(xiàn)為對(duì)器件加工工藝要求嚴(yán)苛、器件壽命往往不能達(dá)到預(yù)期等。

    顯然，QLED有望結(jié)合GaN量子阱LED與OLED兩者的優(yōu)勢(shì)。但是，經(jīng)過科學(xué)工作者20年的不懈努力，QLED的綜合性能——包括效率、壽命、加工工藝——還遠(yuǎn)落后于人們的期待。這主要由于量子點(diǎn)與QLED器件適配性和QLED特殊結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面的原因。浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)為QLED設(shè)計(jì)并合成了特殊的量子點(diǎn)，并對(duì)QLED本身器件特性進(jìn)行了剖析，從而找到了該類器件結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題，再通過在器件中插入一層納米絕緣層解決了正、負(fù)載流子注入平衡的關(guān)鍵難點(diǎn)。這兩個(gè)方面的成功，從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了QLED實(shí)用化的可行性。這預(yù)示著QLED有望在照明與顯示兩個(gè)產(chǎn)業(yè)中扮演重要角色。