柔性近红外-蓝光量子点上转换器件在可穿戴生物成像与监测中的创新应用

来自某研究团队开发出柔性NIR-to-blue量子点上转换器件，通过有机体异质结(BHJ)光电探测器与环保型ZnSe/ZnS量子点发光单元串联，采用Mg掺杂ZnO互联层(ICL)实现高效载流子传输与注入，将光子-光子转换效率(ηP-P)提升至8.68%，为可穿戴生物医疗监测与高对比度组织成像提供新方案。

　　

近红外(Near Infrared, NIR)到可见光的上转换器件(Up-Conversion Devices, UCDs)在无像素生物成像与监测领域具有显著优势。本研究开发出一种柔性NIR-to-blue量子点(Quantum Dot, QD)上转换器件，通过将有机体异质结(Bulk-Heterojunction, BHJ)光电探测器单元与环境友好型ZnSe/ZnS量子点发光单元直接串联制备。针对耦合两个单元的互联层(Interconnection Layer, ICL)，研究团队合理设计了镁掺杂氧化锌(Mg-doped ZnO) ICL，使其具备高电导率和低功函数特性，有效促进光生电子的快速传输及其向量子点发光层的高效注入。尤为重要的是，经镁钝化的ICL具有更少的表面缺陷，这不仅减轻了量子点/ICL界面处的激子淬灭，还抑制了ICL/BHJ界面处不必要的电荷复合。最终制备的量子点上转换器件(QD-UCDs)实现了高达8.68%的光子-光子转换效率(η_P-P)，相较于未掺杂ICL器件的效率(2.91%)提升了约3倍。这种柔性器件能够便捷地测量人体心率，并对多种生物组织提供高对比度的显微成像。