量子點LED中的電荷載流子動力學

量子點發(fā)光二極管（QD LED）被認為是下一代顯示器或照明設(shè)備的競爭對手。核/殼量子點（QD）的合成和實現(xiàn)其高量子產(chǎn)率的裁剪程序的最新進展促進了高性能QD LED的出現(xiàn)。

QD-LED器件中的電荷載流子動力學構(gòu)成了進一步改進QD-LED的剩余核心研究領(lǐng)域，然而，人們對其了解甚少。在這里，來自劍橋大學的研究人員提出了一個電荷傳輸模型，其中通過計算機模擬全面描述了量子點LED中的電荷載流子動力學。電荷載流子注入由載流子捕獲過程模擬，同時考慮了界面電場的影響。模擬的量子點發(fā)光二極管的電光特性，如亮度、電流密度和外量子效率（EQE）隨電壓的變化曲線，與實驗結(jié)果非常吻合。因此，作者提出的計算方法為設(shè)計和優(yōu)化高性能QD-LED器件提供了有用的手段。相關(guān)論文以題目為“Modelling charge transport and electro-optical characteristics ofquantum dot light-emitting diodes”發(fā)表npj Computational Materials期刊上。 論文鏈接： https://www.nature.com/articles/s41524-021-00591-9

無機膠體量子點（QDs）具有良好的色飽和度、色可調(diào)性、高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率、熱穩(wěn)定性和電穩(wěn)定性，是一類很有前途的發(fā)光二極管（led）發(fā)光元件的納米材料。基于電致發(fā)光的量子點發(fā)光二極管（QD-LED）憑借其作為發(fā)射元件的優(yōu)越性能，已成為智能顯示器和照明系統(tǒng)的下一代照明設(shè)備，具有高亮度、低工作電壓和高可靠性顏色屬性。

最近，已經(jīng)有相當多的實驗努力來改善QD LED的電光性能，最先進的QDLED器件顯示出高達20%的外部量子效率（EQE），用于紅色、綠色和藍色，超過10000cm?2亮度。最近QD-LED器件的顯著成就很大程度上依賴于對QD納米顆粒的廣泛研究以及通過工程核/殼結(jié)構(gòu)和QD表面/配體等開發(fā)性能優(yōu)化程序。這些活動的主要目的是減少導致量子點光致發(fā)光性能惡化的非輻射躍遷源。量子點非輻射躍遷過程的理論理解和實驗方法足以實現(xiàn)量子點近100%的光致發(fā)光量子產(chǎn)率。因此，開發(fā)高效量子點的系統(tǒng)程序似乎已經(jīng)建立。相比之下，從設(shè)備的角度來看，單個設(shè)備組件的檢查及其與設(shè)備性能的密切關(guān)系，相對而言，通過實驗進行更具挑戰(zhàn)性。因此，缺乏關(guān)于QD LED中特定于器件的電荷載流子動力學的詳細知識，這對于表征和定制器件性能至關(guān)重要。因此，考慮到涉及的物理參數(shù)的復(fù)雜性，采用計算機模擬似乎是不可避免的。（文：愛新覺羅星）

圖1用于電荷傳輸模擬的QD-LED設(shè)備配置。

圖2在施加電壓為0V至10V的情況下，每2V階躍QD-LED器件的物理量的內(nèi)部分布。

圖3 QD LED電光特性的模擬電壓依賴性的變化。

審核編輯 ：李倩