量子点LED中的电荷载流子动力学

量子点发光二极管（QD LED）被认为是下一代显示器或照明设备的竞争对手。核/壳量子点（QD）的合成和实现其高量子产率的裁剪程序的最新进展促进了高性能QD LED的出现。

QD-LED器件中的电荷载流子动力学构成了进一步改进QD-LED的剩余核心研究领域，然而，人们对其了解甚少。在这里，来自剑桥大学的研究人员提出了一个电荷传输模型，其中通过计算机模拟全面描述了量子点LED中的电荷载流子动力学。电荷载流子注入由载流子捕获过程模拟，同时考虑了界面电场的影响。模拟的量子点发光二极管的电光特性，如亮度、电流密度和外量子效率（EQE）随电压的变化曲线，与实验结果非常吻合。因此，作者提出的计算方法为设计和优化高性能QD-LED器件提供了有用的手段。相关论文以题目为“Modelling charge transport and electro-optical characteristics ofquantum dot light-emitting diodes”发表npj Computational Materials期刊上。 论文链接： https://www.nature.com/articles/s41524-021-00591-9

无机胶体量子点（QDs）具有良好的色饱和度、色可调性、高的光致发光量子产率、热稳定性和电稳定性，是一类很有前途的发光二极管（led）发光元件的纳米材料。基于电致发光的量子点发光二极管（QD-LED）凭借其作为发射元件的优越性能，已成为智能显示器和照明系统的下一代照明设备，具有高亮度、低工作电压和高可靠性颜色属性。

最近，已经有相当多的实验努力来改善QD LED的电光性能，最先进的QDLED器件显示出高达20%的外部量子效率（EQE），用于红色、绿色和蓝色，超过10000cm−2亮度。最近QD-LED器件的显著成就很大程度上依赖于对QD纳米颗粒的广泛研究以及通过工程核/壳结构和QD表面/配体等开发性能优化程序。这些活动的主要目的是减少导致量子点光致发光性能恶化的非辐射跃迁源。量子点非辐射跃迁过程的理论理解和实验方法足以实现量子点近100%的光致发光量子产率。因此，开发高效量子点的系统程序似乎已经建立。相比之下，从设备的角度来看，单个设备组件的检查及其与设备性能的密切关系，相对而言，通过实验进行更具挑战性。因此，缺乏关于QD LED中特定于器件的电荷载流子动力学的详细知识，这对于表征和定制器件性能至关重要。因此，考虑到涉及的物理参数的复杂性，采用计算机模拟似乎是不可避免的。（文：爱新觉罗星）

图1用于电荷传输模拟的QD-LED设备配置。

图2在施加电压为0V至10V的情况下，每2V阶跃QD-LED器件的物理量的内部分布。

图3 QD LED电光特性的模拟电压依赖性的变化。

审核编辑 ：李倩