外量子效率(EQE)是QLED器件性能的一個重要評價指標,因此一直是ㄨ國內外相關研究關註的重點。然而隨著研究的推進,器件的內量子效率已經趨於極限(100%),這♂時若要進一步提升EQE須從外耦合效率角度入手,即提升器件的出光效率。在提升外耦合效率方→面,外加光柵或散射結構╱的方式會增加額外的成本,並帶來諸如角度色差等問題。基於此,不增加額外的結構而是】使用具有方向性的發ζ 光材料,被認為是一種更為々可行的解決方案。
然而QLED中使用的量子點材料ξ 並不具有天然的發光偏振,針對◇這一點,研究團隊♀經過理論計算和實驗設計,在核-殼CdSe-CdS量子點制備過程中引入不對稱應力,該應力成功調制了量子點的能級結構,使量子點的最低激發態變為由重空穴主導的面內偏振能級(圖1)。
圖1 不對稱應力使量子點的最低激發態變為由重空穴主導的面內偏振能級。
隨後,該研究團隊使用背焦面成像等手段確認了此量子點№材料的發光偏振(圖2),88%的面內偏振占比使該材料具有◢很強的發光方向性,這一發光方向性的提升可以將QLED的效率極限從30%提升到39%,為制造超高效率的QLED器件』提供了一種新的解決思路。
圖2 背焦面成像(BFP)技術確認了量子點薄卐膜中88%的面※內偶極占比。
中科∏院微觀磁共振重點實驗室博士研究生宋楊、劉瑞祥為該論文共同第↙一作者,杜江峰院士、樊逢佳教授和Oleksandr Voznyy教授為共同通訊」作者。本項研究得到了科技部、國家自然科學基金委、中國科◤學院、安徽省等支持。樊逢佳教授於2007-2013年在ω中國科大化學系攻讀博士學位,師↑從俞書宏院士。隨後前往加拿大多倫多大學從事博士後研究。2017年回國後,他加入杜江峰院士領導的中科院微觀磁共振重點實驗室,開展量子調控與材料科☉學結合的前沿科學研究,發展了一系列自主知識產◣權的科研儀器設備,在量子點LED和激光器中的基礎化學-物理交叉科學問題研↑究上取得重要進展。除本項工作外,近期他和〖杜江峰院士在自旋量子點激光器和激光傳感上的兩件研究成果也『發表在Nano Letters [Nano. Lett. 22, 658-664 (2022); Nano. Lett. 21, 7732-7739 (2021)]。
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