浙江大学在量子点发光二极管研究领域取得新突破

据国家自然科学基金委网站消息，在国家自然科学基金重点项目等的支持下，浙江大学化学系彭笑刚课题组与材料系金一政课题组合作在量子点发光二极管（QLED）研究领域取得了重要进展。相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。该文报道了一种以量子点为电致发光材料的新型LED器件。其性能远超过了目前相关文献报道的其它量子点LED，并且该新型器件可以通过简单的溶液加工路线制备而得。

LED作为下一代照明与显示的核心器件已被业界认可。GaN外延生长量子阱的LED器件则是目前市场上的流行产品。但是，GaN外延生长量子阱需要超高真空、超高纯度原料、超密度电能消耗等条件。为此，无论是显示产业还是照明产业，都选择了蓝光LED与下转换稀土荧光粉结合的相对低成本思路。而这种结合路线导致了光质量偏低、色域不能完全满足要求等缺陷。与GaN量子阱LED不同，有机发光二极管（OLED）器件的发光中心为有机分子，因而可以用要求较低的真空条件制备。OLED已经在小屏显示上得到了应用。但由于OLED电致发光中心为有机分子，热稳定性和化学稳定性一直是一个棘手的问题。其直接表现为对器件加工工艺要求严苛、器件寿命往往不能达到预期等。

显然，QLED有望结合GaN量子阱LED与OLED两者的优势。但是，经过科学工作者20年的不懈努力，QLED的综合性能——包括效率、寿命、加工工艺——还远落后于人们的期待。这主要由于量子点与QLED器件适配性和QLED特殊结构两个方面的原因。浙江大学团队为QLED设计并合成了特殊的量子点，并对QLED本身器件特性进行了剖析，从而找到了该类器件结构的关键问题，再通过在器件中插入一层纳米绝缘层解决了正、负载流子注入平衡的关键难点。这两个方面的成功，从实验上验证了QLED实用化的可行性。这预示着QLED有望在照明与显示两个产业中扮演重要角色。