掺杂量子点表面配体修饰及其发光二极管的构建与性能研究

量子点发光二极管(QD-LED)因其能耗低、亮度高、色彩丰富、寿命长、可柔性处理等诸多优异特性，已成为国内外显示和照明研究的前沿与热点。其重要基础和关键是有效提高有机物与量子点之间的电荷注入和激子能量传递效率。本项目以高效环保QD-LED研发为导向，采用新型过渡金属掺杂量子点替代传统含Cd量子点。项目工作将实现绿色环保的高质量Mn/Cu掺杂ZnS(Se)量子点制备和对掺杂量子点进行最优化表面配体修饰。通过配体优化量子点质量和掺杂调控量子点能带结构，协同强化能量传递和电荷注入过程，以期大幅度提高QD-LED的性能。项目工作将深入揭示量子点与有机材料间相对能级关系等参数对QD-LED性能的影响，系统阐明其电荷传输及能量传递过程与机理。相关工作将为新型高效稳定的QD-LED研发提供一定的理论基础和关键技术，具有显著的科学意义和应用价值。

量子点发光二极管(QD-LED)具有可以通过调节量子点的尺寸实现从红外到可见的全波段发射、器件成本低、亮度高、色纯度高、能耗低、使用寿命长等独特的潜在优势，已显示出远远超过目前已商业化有机LED的性能，成为电子平板显示和固态照明研发的重要前沿方向。然而，到目前为止，广泛研究的高效QD-LED绝大多数都是基于含镉 (比如CdSe，CdS, CdTe等）重金属的量子点，不可避免的带来环境污染问题。另外，研究表明在量子点中掺杂过渡金属离子可以提供更宽的能级调谐范围、更大的斯托克斯位移、更好的光热稳定性、更长的荧光寿命等优势。因此，制备基于绿色环保并进行过渡金属掺杂的量子点（比如 Mn:ZnSe, Cu:ZnInS等）为发光层的QD-LED，并研究其制备工艺及工作机理以提高器件的性能，是非常重要并有意义的工作。. 本课题经过三年的研究工作，在量子点的掺杂及表明配体修饰以及QD-LED 器件的构建及性能研究上取得了较好的研究进展和成果。研究工作通过高温分解法利用晶核掺杂或者生长掺杂方式制备了高效发光的Mn:CuInZnS, Mn:ZnInS, Mn:CdS, Cu:ZnSe, Cu:ZnInSe等系列量子点，通过配体交换实现在量子点表面连接不同链长、不同功能团的配体，研究了掺杂量子点与有机电荷传输材料间的能量传递过程，构建了基于 Cu/Mn掺杂量子点的倒置和正置结构的QD-LED，性能指标达到目前基于同类量子点的QD-LED器件的最优值，教好的完成课题的预定目标。. 课题进展三年来，相关研究工作已在国际知名期刊上发表SCI论文10篇(影响因子总和超过40)，参加国际会议1人次，申请国家发明专利3项，圆满完成了项目各项指标(原申请书主要指标：发表SCI收录论文8篇，申请国家发明专利2～3项)。