吉林大学综述：QLED电致发光特性研究进展

编辑推荐：量子点发光二极管(QLED)无疑是快速发展的基于量子点的器件家族中最成功的成员。本文综述了量子发光二极管的电致发光特性和制备/表征技术，阐述了稳态/瞬态电致发光和光致发光和吸收光谱等光谱技术的应用。

来自吉林大学的纪文宇教授团队总结了通过界面修饰和量子点设计来提高器件性能的策略，并讨论了相应的物理和化学机制。最后，对QLED面临的挑战以及提高器件性能的可能途径进行了总结和展望。相关论文以题目为“A review on the electroluminescence properties of quantum-dotlight-emitting diodes”发表在Organic Electronic 期刊上。

本文主要介绍了基于II-VI族化合物(如CdSe、ZnSe和ZnS)的量子点及其在电驱动器件中的应用。通常，它们的带隙可以通过控制量子点的颗粒大小(称为量子限制效应)和成分来调节。这些无机半导体量子点是一类独特的光电材料，尺寸从几纳米到几十纳米，具有半最大发射带宽窄、色纯度高、发射光谱尺寸可调、光致发光量子产率高等特点。此外，通过旋涂和喷墨/微接触打印等溶液处理可以容易地形成QD薄膜。因此，它们被认为是太阳能电池、探测器、生物标记和发光二极管等无处不在的光电器件中最有潜力的受光和发光单元之一。

光激发和电激发量子点的发光由于其高颜色质量而被广泛应用于显示和照明。此外，无Cd量子点，如InP量子点、ZnSe量子点、Cu-In-S量子点和Ag-In-S量子点也备受关注。此外，基于无Cd量子点的量子点发光二极管(QLED)也得到了迅速的发展。特别是最近报道的含InP/ZnS量子点的QLED的外量子效率(EQE)达到21.4%，这激发了人们生产用于显示和照明应用的QLED的热情。自从它们被首次描述以来，通过材料设计和器件结构工程，在器件性能(包括亮度、效率和工作寿命)方面已经取得了很大的进展。最先进的QLED，特别是红色和绿色QLED，其EQE高达20%以上，工作寿命超过100万小时，可与有机发光二极管相媲美或超过有机发光二极管。然而，QLED的工作寿命，特别是蓝光器件的稳定性，仍然是QLED实际应用的一大障碍。一般情况下，QLED由夹在总厚度约100 nm的两个电极之间的多个有机和无机半导体层组成。QLED的各个功能层及其接口严重影响QLED的性能和工作寿命。

图1.薄膜制作方法示意图。(A)旋涂工艺，(B)浸涂工艺，(C)电泳沉积工艺，(D)刷涂工艺，(E)喷墨印刷工艺，以及(F)转印工艺。

图2。(A)Et工艺磷光器件的工作原理示意图和QLED的器件性能。(B)基于混合量子点的白光量子发光二极管的器件结构和横截面透射电镜照片。研究了混合量子点薄膜中各组分的光致发光衰减以及三个量子点之间的FRET过程。(C)混合EML和串联EML白光QLED的器件结构。在不同的结构中，PL衰变和揭示的FRET过程是不同的。

图3。(A)俄歇辅助异质结能量上转换示意图：(B)该器件在不同电压下的能带。(C)器件的能级对准和器件性能。(D)单点在光和电激励下的电致发光特性和电致发光循环。

图4。(A)具有/不具有ZnS层的n-i-n器件的能带。(B)绝缘层-量子点-绝缘层结构的场驱动器件的工作机理。(c-d)器件从红外到可见光的照片和EL光谱。

总的来说，本文首先，对量子发光二极管的器件结构和制作工艺进行了综述。然后介绍了电致发光机制、激子形成过程和非辐射过程。讨论了器件中的正老化现象和负老化现象，综述了用于揭示量子发光二极管中载流子动力学的典型光电表征技术。最后，对全文进行了总结和展望。（文：爱新觉罗星）