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量子點(diǎn)LED中的電荷載流子動(dòng)力學(xué)

鴻之微 ? 來(lái)源:鴻之微 ? 作者:鴻之微 ? 2022-08-02 14:27 ? 次閱讀

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(lái)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(guò)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(guò)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

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無(wú)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(lái)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(guò)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(guò)工程核/殼結(jié)構(gòu)和QD表面/配體等開(kāi)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(guò)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(kāi)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(lái)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(guò)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(ài)新覺(jué)羅星)

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圖1用于電荷傳輸模擬的QD-LED設(shè)備配置。

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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。

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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

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原文標(biāo)題:文章轉(zhuǎn)載|劍橋《npj Comput Mater》:量子點(diǎn)LED電荷輸運(yùn)和光電特性!

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