ホール注入効率の低さは、青色量子ドット発光ダイオード（QLEDs）の性能を制約する重要な要因です。PEDOT∶PSSの導電率を向上させてデバイスのホール注入効率を高めることは、青色QLEDsの性能向上にとって重要な方向性です。二次元材料であるチタンカルバイド（Ti₃C₂T_x）は、高い導電性、豊富な表面官能基、良好な親水性などの利点を有し、ドーピングによってPEDOT∶PSSの導電率を向上させることが期待されています。本研究では、HCl/LiFエッチング法を用いて単層Ti₃C₂T_xナノシートを調製し、これをPEDOT∶PSSにドーピングして青色QLEDsデバイスを作製しました。結果は、Ti₃C₂T_xのドーピング量が0.1%のとき、デバイスの最大外部量子効率と電流効率はそれぞれ15.2%および14.42 cd·A^-1に達し、参照デバイスの9.09%および7.68 cd·A^-1と比べてそれぞれ67%および87%向上しました。Ti₃C₂T_xナノシートは青色QLEDsデバイスの性能向上に二つの役割を果たします。ひとつは、PEDOTの構造をベンゼン状態からキノリン状態へ誘導し、緻密に詰まった大きなPEDOTナノ結晶を形成し、これらの導電性ナノ結晶を接続して新たな電荷輸送経路を構築し、複合層の導電率を向上させること。もうひとつは、ドーピングを通じてPEDOT∶PSSの仕事関数を調節し、青色QLEDsデバイスのホール注入効率を向上させることです。

Ti₃C₂T_xナノシート; 青色量子ドット発光ダイオード; ホール注入; エネルギーレベル制御