Verbesserung der Leistung von CuInS2/ZnS-Quantenpunkt-LEDs im nahen Infrarot durch dotierte Schalen-Engineering

Chen Zhuo ,  

Chen Yiming ,  

Zhang Qianqian ,  

Liu Zhenyang ,  

Wang Dawei ,  

Li Xu ,  

摘要

Dank des Fehlens von Schwermetallen übertrifft der feste Lösungsquantenpunkt aus Kupfer, Indium und Schwefel (CIS) im nahen Infrarot deutlich die herkömmlichen Quantenpunkte aus Cadmiumselenid (CdSe) und Blei (PbS) in Bezug auf biologische Verträglichkeit und Umweltfreundlichkeit, aber ihre niedrige Quantenausbeute an Fluoreszenz (PLQY) und ihre schlechte Stabilität begrenzen ihren praktischen Einsatz. Die ZnS-Schale kann die PLQY und die Stabilität der CIS QDs verbessern, aber die PL-Wellenlänge für CIS/ZnS QDs weist eine erhebliche Verschiebung zum Blau im Vergleich zur ursprünglichen PL-Wellenlänge für die CIS QDs auf; darüber hinaus führt die Kern/Schale-Struktur CIS/ZnS aufgrund einer grenzflächenlegierung zu einer deutlichen Verschiebung der EL-Wellenlänge der Quantenpunkt-Lichtemission (QLED) im Vergleich zur PL-Wellenlänge. In dieser Studie werden strenge Methoden zur Synthese der CIS/ZnS-Schalenstruktur kombiniert, um die Blauverschiebung der PL im Vergleich zu den CIS/QDs zu reduzieren, und eine Methode zur Dotierung der Schale mit Al vorgeschlagen. Durch die Einführung von 50%igem Al/Zn-Molarenverhältnis von isopropylischem Aluminium (Al(IPA)3) haben wir erfolgreich Quantenpunkte in einer strikten Kern/Schale-Struktur CIS/Al-ZnS (CIS/AZS) geschaffen, wodurch die Verschiebung der EL des QLED-Geräts im Vergleich zur PL reduziert und die Ladungsträgereinspritzung ausgeglichen wird. Die Experimente zeigten: Die Verschiebung des EL-Peaks des CIS/AZS QLED wurde auf 7 nm (Emission bei 963 nm) reduziert, der maximale externe Quantenausbeute erreichte 2,61%, die Lebensdauer des Geräts verbesserte sich um 80%. Diese Studie bietet eine Lösung für das Problem der EL-Verschiebung im Vergleich zur PL für das CIS/ZnS-System und ermöglicht es dem Gerät, die wertvollere Emission im nahen Infrarot zu erhalten.

关键词

Quantenpunkt CIS/ZnS; elektrolumineszente Beleuchtungsvorrichtungen; Al-Dotierung; Nahes Infrarot

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