高效量子点发光二极管中的界面载流子弛豫

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当下显示领域正经历着日新月异的变革,以有机电致发光二极管(OLEDs)为代表的低能耗、优异视觉体验、可柔性化的新型显示技术正得以迅猛发展,已广泛地应用在可穿戴、车载、教育、医疗终端设施中,为人们提供了丰富的互动式场景体验。而当以更高色纯度、更广色域、且适于溶液法工艺策略的新型胶体量子点(CQDs)替换传统有机染料构建电致发光器件(QLEDs)时,除可显著提升屏幕的视觉感染力之外,也将进一步简化生产工艺以提升良品率。凭借近些年CQDs与传输层材料变革式的发展,QLEDs的外量子效率(EQE)与工作寿命均已逼近商业化OLEDs器件。不过目前器件内部界面复杂的物理动力学过程却依旧未得以很好地阐述。通常情况下,CQDs与临近氧化物传输层界面间存在着极其复杂的载流子与能量传递过程,器件工作时很多因素将会引起明显的激子极化解离与多载流子俄歇过程,从而直接地影响QLEDs器件的工作效率与寿命。本文首先通过梯度合金策略,构筑高效ZnCdSe/ZnSe/ZnS红光CQDs;同时创新性地采用“溶液-溶质-固体(LSS)”策略,在合成过程中精确地调控掺镁氧化锌纳米颗粒(ZMO-LSS)的缺陷特征,实现了外量子效率(EQE)高达22.3%,在1000 cd m-2下T95寿命为91.2小时的高性能QLEDs器件。而值得注意的是,QLEDs在200,000cd m-2的极高亮度下EQE仍无明显滚降。通过结合银纳米线(AgNWs)电极,我们进而展示了大面积(~900 mm2)柔性QLEDs的构建。同时本文细致论述了Mg2+离子对ZMO-LSS缺陷调控的机理,并进一步地应用先进的瞬态谱学表征手段验证说明ZMO-LSS中丰富的浅缺陷态可与CQDs构成极长寿命的载流子弛豫并进一步延缓激子的损耗,从而提升器件的性能。
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