近期，我校特种功用资料教育部要点试验室与中国科学技能大学、深圳大学、郑州大学等院校试验与理论协作，在量子点发光二极管（QLED）范畴取得打破性研讨开展，相关效果以“兼具高亮度高功率的可见光区量子点发光二极管”（Visible quantum dot light-emitting diodes with simultaneous high brightness and efficiency）为题，于2019年2月21日以长文方式在《天然•光子学》（Nature Photonics, 2019, 13, 192–197)上在线宣布。试验室申怀彬教授为论文榜首作者，第二作者为偏重理论的中科大本科生研讨助理高强；试验室杜祖亮教授、李林松教授和中科大张振宇教授为一起通讯作者。
众所周知，跟着上世纪九十年代氮化镓基高亮度蓝光LED的打破（三位日本科学家因而取得了2014年诺贝尔物理奖），敞开了LED照明和显现的新时代。根据半导体量子点的QLED，因为具有更加好的单色性、颜色饱和度和较低的制备本钱等长处，在显现和照明范畴展现出宽广的使用远景。其间发光亮度、外量子功率和寿数是QLED走向使用的要害目标。经过近几年的加快速度进行开展，其各项目标都得到了大幅度提高；但在以往的作业中，总是高亮度时功率太低、高功率下亮度太低。如安在高亮度的一起坚持高功率、且具有长寿数和高稳定性，是QLED范畴亟需处理的难题，也是限制其在高亮高效显现和照明范畴使用的要害技能瓶颈。
(图1. CdSe/ZnSe 核壳结构量子点球差电镜图，取自中科大林岳博士)
在该项作业中，研讨团队经过规划构筑以硒为阴离子贯穿元素的核壳层状量子点（CdSe/ZnSe，见图1），优化了发光层能级与传输层能级的匹配，提高了载流子的注入功率和平衡，以此来完成了器材全体功用的大幅度提高。尤为杰出的是，团队在可见光区标志性的红绿蓝三元色QLED器材上，取得的最高亮度和外量子功率别离到达356,000 cd/m2、614,000 cd/m2、62,600 cd/m2和21.6%、22.9%、8.05%，其间红绿两色的亮度和功率以及蓝色的亮度都是现在国际上的最高记载(见图2)。该作业打破了以往QLED在高亮度下低功率、高功率下低亮度的要害难题，初次完成了兼具高亮度高功率的红绿蓝QLED器材。在器材稳定性方面，赤色和绿色QLED器材的寿数到达160万小时之后，蓝色的寿数到达7000小时之后，其间绿色和蓝色器材的寿数也是现在的国际最长纪录。研讨结果原理上展现了QLED在显现与照明两大范畴使用的可能性。
这些打破性的开展，得益于团队试验与理论研讨的互动性协作。在该项研讨中，经过理论核算和模仿所树立的器材模型以及所提出的“有用亮度”的概念，不仅为资料系统的挑选以及器材作业机制的了解供给了新的物理根底，也为未来QLED范畴在量子点资料系统的规划和器材的逐渐优化等方面供给了新思路。
本作业得到了国家天然科学基金委、科技部、河南省科技厅、河南省发改委和河南大学支撑。Nature Photonics是Nature旗下聚集在光学范畴的尖端期刊，最新影响因子为32.521。
（河南大学 特种功用资料教育部要点试验室/高效显现与照明技能国家当地联合工程中心）
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