近日，合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院蔣陽教授課題組在鈣鈦礦量子點(diǎn)電致發(fā)光器件（QLED）領(lǐng)域取得了記錄效率的突破，相關(guān)研究成果“Enriched-bromine surface state for stable sky-blue spectrum perovskite QLEDs with an EQE of 14.6%”發(fā)表在國(guó)際材料領(lǐng)域著名期刊Advanced Materials，（Adv. Mater. 2022, 2205092）。

量子點(diǎn)電致發(fā)光二極管（QLED）被認(rèn)為是下一代新型顯示技術(shù)的關(guān)鍵，其中鈣鈦礦量子點(diǎn)由于高缺陷容忍性、帶隙可調(diào)、窄半峰寬以及可溶液處理等優(yōu)點(diǎn)使其在LED顯示技術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，其表面空位以及氯元素引起的表面缺陷導(dǎo)致藍(lán)光鈣鈦礦量子點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率低和穩(wěn)定性差，相應(yīng)的藍(lán)光QLED的外量子效率以及光譜穩(wěn)定性相比較于綠光和紅光鈣鈦礦QLED存在著巨大的差距，制約著全光譜發(fā)射鈣鈦礦QLED顯示技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

針對(duì)上述問題，合工大蔣陽教授課題組材料物理與化學(xué)專業(yè)博士生朱漢文和童國(guó)慶教授與蘇州大學(xué)FUNSOM唐建新教授課題組合作，創(chuàng)造性的提出一種富集溴的鈣鈦礦量子點(diǎn)表面態(tài)的策略，該策略采用基于鎘離子摻雜的鈣鈦礦量子點(diǎn)的溴化鉛原液進(jìn)行陰離子交換。研究發(fā)現(xiàn)摻雜的鎘離子有效地降低外部溴離子填充至鹵素空位的形成能，溶液中過量的游離溴離子通過以鹵素空位為位點(diǎn)錨定富集在表面，同時(shí)進(jìn)行表面長(zhǎng)鏈配體交換，從而形成富含溴離子的表面態(tài)。這種表面態(tài)對(duì)鈣鈦礦量子點(diǎn)的表面缺陷表現(xiàn)出良好的鈍化效果，增加了激子結(jié)合能，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的光學(xué)性能和穩(wěn)定性。以此為基礎(chǔ)制備的天藍(lán)光鈣鈦礦 QLED（490 nm）獲得創(chuàng)紀(jì)錄的14.6%的外部量子效率和 19.9 cd/A的電流效率。在3到7 V的恒定工作電壓下電致發(fā)光光譜沒有偏移，表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。本工作有效地提升了鈣鈦礦量子點(diǎn)藍(lán)光器件外量子效率以及穩(wěn)定性，為全光譜鈣鈦礦量子點(diǎn)QLED 的發(fā)展提供了有效的解決思路，有利于推動(dòng)其商業(yè)化應(yīng)用。

上述研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金，安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，黃山學(xué)者優(yōu)秀青年人才計(jì)劃，蘇州納米科學(xué)與技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心的支持，合肥工業(yè)大學(xué)為論文第一署名單位，合肥工業(yè)大學(xué)博士生朱漢文為論文第一作者，蔣陽教授、童國(guó)慶教授與蘇州大學(xué)唐建新教授為論文共同通訊作者。

圖1. 鎘摻雜鈣鈦礦量子點(diǎn)的合成以及離子交換的表征及原理探究

圖2. 以鈣鈦礦量子點(diǎn)為發(fā)光層制備的天藍(lán)光電致發(fā)光器件的性能研究

原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202205092.

新聞鏈接：http://news.hfut.edu.cn/info/1011/49601.htm

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