量子點(diǎn)LED中的電荷載流子動(dòng)力學(xué)

量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QD LED）被認(rèn)為是下一代顯示器或照明設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。核/殼量子點(diǎn)（QD）的合成和實(shí)現(xiàn)其高量子產(chǎn)率的裁剪程序的最新進(jìn)展促進(jìn)了高性能QD LED的出現(xiàn)。

QD-LED器件中的電荷載流子動(dòng)力學(xué)構(gòu)成了進(jìn)一步改進(jìn)QD-LED的剩余核心研究領(lǐng)域，然而，人們對(duì)其了解甚少。在這里，來自劍橋大學(xué)的研究人員提出了一個(gè)電荷傳輸模型，其中通過計(jì)算機(jī)模擬全面描述了量子點(diǎn)LED中的電荷載流子動(dòng)力學(xué)。電荷載流子注入由載流子捕獲過程模擬，同時(shí)考慮了界面電場(chǎng)的影響。模擬的量子點(diǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。因此，作者提出的計(jì)算方法為設(shè)計(jì)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(jī)膠體量子點(diǎn)（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?；陔娭掳l(fā)光的量子點(diǎn)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(dāng)多的實(shí)驗(yàn)努力來改善QD LED的電光性能，最先進(jìn)的QDLED器件顯示出高達(dá)20%的外部量子效率（EQE），用于紅色、綠色和藍(lán)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(duì)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(dòng)的主要目的是減少導(dǎo)致量子點(diǎn)光致發(fā)光性能惡化的非輻射躍遷源。量子點(diǎn)非輻射躍遷過程的理論理解和實(shí)驗(yàn)方法足以實(shí)現(xiàn)量子點(diǎn)近100%的光致發(fā)光量子產(chǎn)率。因此，開發(fā)高效量子點(diǎn)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(gè)設(shè)備組件的檢查及其與設(shè)備性能的密切關(guān)系，相對(duì)而言，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(dòng)力學(xué)的詳細(xì)知識(shí)，這對(duì)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(jì)算機(jī)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