胶体量子点（QD）发光二极管（QLED）因其优异的色饱和度、高效率和溶液可加工性而有望成为下一代显示器和照明设备。为了获得高性能的发光二极管（LED），工程化量子点的精细组成和结构至关重要。最近开发的具有逐渐改变的纳米成分和电子能带结构的连续梯度量子点（cg-QDs）是该领域最先进的例子。从这个角度出发，来自北京大学及河南大学的研究人员总结了基于cg-QDs的LED的当前进展，主要集中在它们的合成和在解决QLED中的巨大挑战方面的优势，如高电流密度下的效率衰减、高亮度下的短工作寿命以及带隙附近电压附近的低亮度。此外，作者还提出了利用尖端机制和技术进一步优化和提高QLEDs性能的可行方法。相关前瞻性论文以题目为“Continuously Graded Quantum Dots: Synthesis, Applications in Quantum Dot Light-Emitting Diodes, and Perspectives”发表在Journal of Physical Chemistry Letters期刊上。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.1c01554?ref=pdf
具有典型核/壳结构的量子点（QDs）由于其独特的光学性质，如发射波长可调、光致发光效率高、光谱纯度高、光稳定性好等，引起了人们的广泛关注。这些显著的优点，加上低成本、可重复和可扩展的制造技术，使量子点在固态照明、显示器和激光器中具有广泛的潜在光学应用。QLED是最具代表性的一种，已被广泛研究并投入商业应用。自1994年第一次演示以来，经过大量的努力，QLED的外部量子效率（EQE）已提高到接近理论最大值的∼20%。卓越的性能保证了QLED在移动显示器和电视屏幕（<1000 cd m−2）中的成功。然而，基于传统核/壳量子点的LED在高亮度下的性能急剧下降，这限制了其广泛应用：EQE随着亮度/电流密度的增加而明显恶化（所谓的效率衰减）；短运行寿命（设备在1000 cd m−2以下降低至初始亮度95%的时间）远低于高初始亮度显示应用的10000小时要求。此外，在基于核/壳量子点的显示器和激光器的未来应用中，同时以高效率和高亮度最小化QLED的近带隙电压，并通过直流电泵浦实现QD基激光二极管仍然是长期存在的挑战。非辐射俄歇复合源于多激子性质、缺陷陷阱、过剩载流子等，被认为是造成这些挑战的主要障碍。为了抑制俄歇复合以最小化甚至消除效率衰减，已经做出了巨大的努力，例如增加壳层厚度、钝化表面的陷阱态以及改善电荷注入平衡。最近，具有光滑约束势的cg量子点（图1a）有望有效地最小化非辐射俄歇复合，类似于在俄歇过程中抑制额外载流子的带内跃迁，以及基本上平衡由cg量子点的精细纳米结构产生的QLED中的电荷注入（图1b）。利用基于核/壳量子点的成功经验，作者预计了几乎无衰减、高效率和高亮度cg-QD LED可以促进电致发光全彩显示和固态照明应用的发展。（文：爱新觉罗星）
