电荷控制技术使得深红色胶体量子阱发光二极管（LED）既能发出明亮的亮光，又能保持稳定的发光性能

《Device》：Charge control enables bright and stable deep-red colloidal quantum well LEDs

　　

全貌

深红色光线在光学应用中至关重要，如高清显示器、光遗传医学和农业照明。胶体量子阱（CQWs）可以提供窄带、可调的深红色发射，并且可以通过溶液处理方法制备。发光二极管（LEDs）可以帮助实现CQWs作为发射体，同时具备窄带发射和高的色彩纯度以及原子级别的厚度控制能力。然而，CQW-LEDs存在空穴注入不足、电荷传输不平衡以及使用寿命短的问题。本研究引入了一种级联空穴传输层设计，以改善深红色CQW-LEDs的电荷平衡。通过解决电荷注入不对称性问题，该方法提高了外部量子效率（13.91%），使亮度达到最大值（22,000 cd m^?2），并延长了使用寿命（在100 cd m^?2亮度下可使用761小时），同时这些性能指标之间没有trade-off，为实现更亮、更高效、更稳定的深红色光源提供了途径。

亮点

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级联HTL结构平衡了CQW-LEDs中的电荷注入并抑制了非辐射复合现象。

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在深红色CQW-LEDs中实现了22,000 cd m^?2的亮度和761小时的T₅₀。

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级联HTL结构也能显著提升红色CQW-LEDs的性能。

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这种双功能二极管具有良好的响应性和检测能力，能够发射和检测光线。

总结

二维（2D）纳米晶体可用于光电和微电子设备。然而，从2D纳米晶体获得深红色（≥660 nm）发射的能力有限，基于深红色的电致发光设备则存在亮度低和稳定性差的问题。在这里，我们报道了基于核壳结构2D胶体量子阱（CQWs）的深红色发光二极管（LEDs）。这些CQW薄膜的光致发光量子产率高达90%。为了改善电荷平衡，我们引入了级联空穴传输层（HTL）结构，该结构调控了电荷复合过程。由此制备的CQW-LEDs表现出最大亮度22,000 cd m^?2和761小时的寿命（在100 cd m^{?27 Jones的特定检测灵敏度。级联HTL结构使得红色CQW-LEDs的亮度可以达到81,581 cd m?2。}

图形摘要