来源:光电未来
近红外量子点发光二极管(nir - qled)近年来因其在光通信、食品监测、和主动成像等方面的重要应用而受到广泛关注目前对近红外量子点(QDs)的研究主要集中在含有重金属如Cd、Hg和Pb或基于钙钛矿的QDs上。不幸的是,含有重金属的材料存在潜在的健康风险,而钙钛矿材料则存在稳定性问题。因此,开发环境友好且稳定的NIR-QD材料和器件具有重要意义。
Cu─In─S (CIS)量子点是具有代表性的i - iii - vi族量子点,以其无毒、可调带隙和高吸收系数而闻名。CIS量子点在过去几年中得到了快速发展。这些材料通常是用1-十二烷硫醇(DDT,图S1,支持信息)合成的,它既是反应体系的S源,也是量子点的表面配体源。然而,由于DDT的分解温度高(≥200°C),分解动力学慢,反应需要高温和较长的反应时间,导致所得到的CIS量子点尺寸分布不均匀、光致发光量子效率(PLQY)低等问题。
一些研究者已经为提高CIS量子点的性能做了有价值的尝试。例如,Tan等人将反应性化合物双(三甲基硅基)硫化物注入到基于ddt的体系中,获得了光致发光(PL)峰在920 nm, PLQY为65%的CIS/ZnS量子点,从而使相应的nir-qled的最大外量子效率(EQE)达到8.2%。Chen等人提出了一种新的一锅合成策略,抑制阳离子交换,得到的CIS/ZnS量子点的PL峰在945 nm, PLQY高达92.1%,同时制备的nir - qled的稳定性也得到了提高。此外,Chen等人利用ZnI2钝化CIS/ZnS量子点的表面,减少了界面缺陷。虽然在过去的几年中,基于cis的nir - qled的器件性能已经取得了显著的改进,但要达到与可见光qled相当的性能,还需要进一步的增强。具体来说,需要一种结合材料合成和器件架构等多个方面的协同优化方法。
江汉大学肖标、游庆龙、朱天容等人通过使用二异戊基硫化物合成环境友好型Cu─In─S (CIS)量子点(QDs)来提高In前驱体的反应性,从而解决了这些挑战。所得到的量子点产生的光致发光量子产率(PLQY)为40.0%。用ZnS包覆得到了高质量的量子点,PLQY达到93.3%。光致发光分析表明,其发光机制主要受供体-受体对重组的支配。将VOC2O4作为空穴注入层加入到由量子点制备的nir-qled中,增强了空穴注入,减少了效率滚降,导致峰值外量子效率达到17.6%,这是报道的辐射超过800 nm的nir-qled的最高外量子效率。阻抗谱证实了改进的电荷注入和输运特性。这项工作强调了材料合成和器件结构在优化nir-qled的实际应用性能方面的关键作用。