研究壳层结构对发光二极管中量子点的发光效率和亮度的影响和优化量子点及其器件结构是获得高效量子点发光二极管的关键科学问题。在本项目中利用化学方法,设计合成了不同结构的高效发光CdSe和ZnS:Mn等核壳量子点,研究了核壳量子点表面壳层与量子点及其发光二极管的发光性质关系,获得了如下创新性研究结果(1)研究了不同结构CdSe核壳量子点的变温光致发光光谱,发现了多壳层有效地减少量子点的表面陷阱提高其发光效率的机制;利用成核掺杂方法合成了发光效率超过40%的ZnS:Mn/ZnS核壳纳米晶,研究了发光效率与壳层结构的关系;(2)制备了发光效率为3%和最大亮度达到7000cd/m2的CdSe量子点发光二级管,研究了量子点壳层对器件发光性能的影响,发现包覆高势垒ZnS壳层的CdSe量子点比包覆低势垒CdS壳层的CdSe量子点具有更高的最大亮度。(3)利用时间分辨光谱,研究了从有机电荷传输材料到CdSe量子点的电荷转移和激子能量转移过程的控制,分析了它们与量子点的壳层结构的关系。上述结果表明通过改变量子点的壳层结构,优化量子点发光器件的结构,为进一步改善量子点发光二极管的效率和亮度提供了物理基础。
英文主题词Quantum dots; quantum dot light-emitting diodes; electroluminescence; charge transfer; energy transfer