【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化物所化學(xué)動力學(xué)研究室超快時間分辨光譜與動力學(xué)研究組(1110組)金盛燁研究員、田文明研究員團隊在量子點發(fā)光二極管(QLED)電荷動力學(xué)檢測新方法以及效率影響機制研究中取得系列進展。團隊自主設(shè)計搭建了電致瞬態(tài)吸收光譜(E-TA)系統(tǒng)，實現(xiàn)了對運行狀態(tài)下QLED中電子濃度、電場強度、電子泄露程度的動力學(xué)探測，獲得了影響器件效率的關(guān)鍵因素。
 

　　QLED作為新一代照明顯示技術(shù)，具有發(fā)光窄、色域?qū)捄图兌雀叩忍攸c。由于缺乏有效的電注入動力學(xué)檢測方法，目前，針對QLED的研究多集中在器件結(jié)構(gòu)與工藝優(yōu)化上，對于器件在運行條件下電荷動力學(xué)機制研究鮮有報道。針對QLED電注入過程中系列關(guān)鍵科學(xué)問題，團隊自主設(shè)計搭建了E-TA系統(tǒng)，實現(xiàn)了器件運行狀態(tài)下量子點漂白信號、斯塔克信號，以及空穴傳輸層(HTL)的三重態(tài)激發(fā)態(tài)吸收信號解析。獲得了器件運行過程中量子點層中電子濃度，量子點層兩側(cè)電場強度，以及泄露到HTL中的電子濃度變化，揭示了QLED運行中電子注入、電場變化和電子泄露動力學(xué)機制。
 

　　通過統(tǒng)計器件中電子濃度與效率的關(guān)系，團隊研究發(fā)現(xiàn)QLED中電子積累對器件效率同時存在由于抑制缺陷復(fù)合導(dǎo)致的正向作用，以及俄歇復(fù)合和電子泄露導(dǎo)致的反向作用。兩種作用的相對大小取決于量子點質(zhì)量，在缺陷較少的量子點中，反向作用占主導(dǎo)，缺陷較多的量子點中正向作用為主。此外，通過分析器件E-TA光譜中三種信號強度及器件效率隨電壓的變化，團隊揭示了器件效率滾降過程中俄歇復(fù)合、電場猝滅以及電子泄露所占比重。結(jié)果表明，當(dāng)電流密度達到354 mA/cm2時，器件外量子效率從26.8%降到20.5%，其中電子泄露的貢獻占比95%，電場猝滅占比約5%，俄歇復(fù)合和熱猝滅作用影響可以忽略。該工作對于理解QLED中電注入載流子動力學(xué)機制，以及獲得器件效率影響因素具有重要意義，為高性能QLED制備奠定了動力學(xué)研究基礎(chǔ)。
 

　　相關(guān)成果分別以"Probing the Operation of Quantum-Dot Light-Emitting Diodes Using Electrically Pumped Transient Absorption Spectroscopy"為題，發(fā)表在《物理化學(xué)快報》(The Journal of Physical Chemistry Letters)；以“Elucidating the Impact of Electron Accumulation in Quantum-Dot Light-Emitting Diodes”為題，發(fā)表在《納米快報》(Nano Letters)；以“Quantifying Efficiency Roll-Off Factors in Quantum-Dot Light-Emitting Diodes”為題，發(fā)表在《先進科學(xué)》(Advanced Science)上。上述工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團隊、遼寧省興遼英才計劃青年拔尖人才、我所創(chuàng)新基金等項目的資助。(文/圖 閆憲昌)