IT之家 3 月 15 日消息，據(jù)中國(guó)科大官網(wǎng)發(fā)布，近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室杜江峰院士、樊逢佳教授等人與多倫多大學(xué) Oleksandr Voznyy 教授合作，在膠體量子點(diǎn)發(fā)光材料領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該研究團(tuán)隊(duì)在量子點(diǎn)合成過(guò)程中引入晶格應(yīng)力，調(diào)控量子點(diǎn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)，獲得了具有高度發(fā)光方向性的量子點(diǎn)材料，此材料應(yīng)用在量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLED）中有望大幅提升器件的發(fā)光效率。這一研究成果發(fā)表在《Science Advances》雜志上 [Science Advances 8, eabl8219 (2022)]。
外量子效率（EQE）是 QLED 器件性能的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究關(guān)注的重點(diǎn)。然而隨著研究的推進(jìn)，器件的內(nèi)量子效率已經(jīng)趨于極限（100%），這時(shí)若要進(jìn)一步提升 EQE 須從外耦合效率角度入手，即提升器件的出光效率。在提升外耦合效率方面，外加光柵或散射結(jié)構(gòu)的方式會(huì)增加額外的成本，并帶來(lái)諸如角度色差等問(wèn)題?；诖?，不增加額外的結(jié)構(gòu)而是使用具有方向性的發(fā)光材料，被認(rèn)為是一種更為可行的解決方案。
然而 QLED 中使用的量子點(diǎn)材料并不具有天然的發(fā)光偏振，針對(duì)這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，在核-殼 CdSe-CdS 量子點(diǎn)制備過(guò)程中引入不對(duì)稱(chēng)應(yīng)力，該應(yīng)力成功調(diào)制了量子點(diǎn)的能級(jí)結(jié)構(gòu)，使量子點(diǎn)的最低激發(fā)態(tài)變?yōu)橛芍乜昭ㄖ鲗?dǎo)的面內(nèi)偏振能級(jí)（圖 1）。
圖 1 不對(duì)稱(chēng)應(yīng)力使量子點(diǎn)的最低激發(fā)態(tài)變?yōu)橛芍乜昭ㄖ鲗?dǎo)的面內(nèi)偏振能級(jí)。
隨后，該研究團(tuán)隊(duì)使用背焦面成像等手段確認(rèn)了此量子點(diǎn)材料的發(fā)光偏振（圖 2），88% 的面內(nèi)偏振占比使該材料具有很強(qiáng)的發(fā)光方向性，這一發(fā)光方向性的提升可以將 QLED 的效率極限從 30% 提升到 39%，為制造超高效率的 QLED 器件提供了一種新的解決思路。
圖 2 背焦面成像（BFP）技術(shù)確認(rèn)了量子點(diǎn)薄膜中 88% 的面內(nèi)偶極占比。
中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士研究生宋楊、劉瑞祥為該論文共同第一作者，杜江峰院士、樊逢佳教授和 Oleksandr Voznyy 教授為共同通訊作者。本項(xiàng)研究得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、安徽省等支持。
樊逢佳教授于 2007-2013 年在中國(guó)科大化學(xué)系攻讀博士學(xué)位，師從俞書(shū)宏院士。隨后前往加拿大多倫多大學(xué)從事博士后研究。2017 年回國(guó)后，他加入杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展量子調(diào)控與材料科學(xué)結(jié)合的前沿科學(xué)研究，發(fā)展了一系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的科研儀器設(shè)備，在量子點(diǎn) LED 和激光器中的基礎(chǔ)化學(xué)-物理交叉科學(xué)問(wèn)題研究上取得重要進(jìn)展。除本項(xiàng)工作外，近期他和杜江峰院士在自旋量子點(diǎn)激光器和激光傳感上的兩件研究成果也發(fā)表在 Nano Letters [Nano. Lett. 22, 658-664 (2022); Nano. Lett. 21, 7732-7739 (2021)]。
原文鏈接：
https://www.science.org/ doi / 10.1126 / sciadv.abl8219
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c03671
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.1c02547
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