河南大学国际合作项目再创佳绩:量子点材料突破登上《自然》
河南大学国际合作项目再创佳绩:量子点材料突破登上《自然》
近日,河南大学在量子点材料研究领域取得重大突破,相关研究成果以“Efficient green InP-based QD-LED by controlling electron injection and leakage”为题,在国际顶级期刊《自然》(Nature)上在线发表。这一突破不仅彰显了河南大学在该领域的科研实力,也标志着我国在量子点材料研究方面的国际影响力显著提升。
研究突破与创新
该研究由河南大学纳米科学与材料工程学院申怀彬教授团队与中国科学技术大学物理学院樊逢佳教授团队合作完成。研究团队针对绿色InP基量子点电致发光器件(QD-LED)效率和寿命的关键瓶颈问题,提出了创新性的解决方案。
通过揭示器件电子输运机制,研究团队设计了新型大尺寸、高量子产率InP/ZnSe/ZnS核壳结构量子点的合成和结构调控方法。具体而言,通过厚ZnSe中间壳层的包覆,同时实现了电子注入提升和电子泄漏抑制,成功构筑了性能卓越的绿色InP基QD-LED。
性能突破与世界纪录
这一突破性的研究成果带来了令人瞩目的性能提升:
- 峰值外量子效率(EQE)达到26.68%
- 最大亮度达到270,000 cd m-2
- 在1,000 cd m-2初始亮度下T95寿命长达1,241小时
与领域内前期世界纪录相比,器件亮度、效率、寿命分别提升了1.6倍、4倍和100倍。这一突破不仅刷新了世界纪录,更为未来的技术发展奠定了坚实基础。
国际合作与技术支撑
这一突破的取得离不开国际合作的支撑。研究团队充分利用了中国科学技术大学研发的电激发瞬态吸收(EETA)技术。这一技术能够全方位透视LED中的载流子和电场的时间分辨、空间分布等信息,为LED的机理研究提供了关键技术支持。
应用前景与意义
LED显示照明是我国的支柱半导体产业,加快新型显示照明LED研究,对于增强我国的产业竞争,有重要的意义。基于荧光量子点的电致发光器件(QD-LED),相对于以往LED具有色域更广、色纯度更高、能耗更低等优势,有望在超高清显示屏和高端照明等领域得到广泛应用,已经成为世界各国竞相争夺的下一代主流发光显示技术制高点之一。
InP基量子点电致发光器件更是由于其环境友好的特点备受产业界青睐。这一突破不仅解决了绿色InP基QD-LED效率低下的关键问题,还为高性能QD-LED的设计提供了新思路,具有重要的科学意义和应用价值。
研究团队与支持
论文的共同第一作者为河南大学博士研究生卞阳阳和严笑寒。河南大学申怀彬教授、中国科学技术大学樊逢佳教授、北京交通大学唐爱伟教授、河南大学陈斐博士为共同通讯作者。河南大学为第一通讯单位。
该研究得到了国家自然科学基金委-区域创新发展联合基金、国家重点研发计划、河南大学青年科研创新团队等项目的支持。
这一突破不仅是河南大学在量子点材料研究领域的重大进展,也是中国科研团队在国际舞台上的一次重要亮相。通过与国外知名学者的合作,河南大学在新型显示材料领域取得了多项突破性进展,为未来的技术发展奠定了坚实基础。