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本研究美国密歇根大学Xiwen Gong、上海大学张建华和杨绪勇等人通过卤素离子异价掺杂在ZnSe/ZnS核壳结构量子点中引入局域晶格软化,成功实现了高效的蓝光激子发射与宽带黄光自陷激子(STE)发射的协同发光。
理论计算表明,Cl⁻掺杂在ZnSe晶格中形成局部软化的Zn-Cl键,增强了电子-声子耦合,从而产生稳定的STE发射;同时,共价键主导的ZnSe基质保留了高效的电荷传输能力。
基于此设计的Cl:ZnSe/ZnSe/ZnS量子点白光LED(sc-WQLED)实现了15%的最大外量子效率(平均10.5±2.6%)、26,726 cd/m²的亮度,以及100 cd/m²初始亮度下2,544小时的超长工作寿命(T₅₀),性能远超现有单组分白光量子点器件。
文章亮点
创新机制:首次通过卤素掺杂诱导ZnSe量子点局域晶格软化,实现激子蓝光与自陷激子黄光的协同发射,光致发光量子产率达83%。
性能突破:单组分白光量子点LED创下15%的EQE纪录,亮度超2.6万尼特,寿命达2,544小时(100 cd/m²),较同类器件提升1-2个数量级。
环保优势:采用无重金属(Cd/Pb)的ZnSe/ZnS体系,兼具高效性与环境友好性,为显示与照明应用提供新方案。
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Wang, S., Wang, C., Wang, Y. et al. Local lattice softening in semiconductor quantum dots for efficient white light-emitting diodes. Nat. Photon. (2025).
https://doi.org/10.1038/s41566-025-01716-y
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