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通过锰掺杂实现蓝绿色Zn-Cu-Ga-S量子点的可调谐发射及其电致发光

DOI：10.1021/acsami.8b20894 期刊：ACS Applied Materials & Interfaces 出版年份：2019 更新时间：2025-11-20 15:33:11
摘要： 基于发射蓝光的Zn?Cu?Ga?S（ZCGS）/ZnS/ZnS双壳层量子点（QDs），通过表面吸附和晶格扩散实现了不同Mn/Cu浓度下Mn掺杂进入ZCGS基质。所得双壳层Mn掺杂ZCGS（ZCGS:Mn）量子点同时展现出明显的Mn2? 4T??6A?发射（源于有效的晶格掺入）以及基质带隙态相关的自由-束缚复合和施主-受主对（DAP）复合发射。Mn发射在整体光致发光（PL）中的相对贡献始终与其浓度成正比，从而实现从蓝光、白光到红白色可调的PL。无论是否掺杂Mn及其浓度如何，所有量子点均保持74?79%的高PL量子产率（QY）。这些未掺杂和掺杂量子点随后被用作全溶液法制备QLEDs（采用混合电荷传输层）的发光层（EML），并比较其电致发光（EL）。与未掺杂量子点相比，掺杂类似物导致EL与PL出现巨大光谱差异，特别是Mn2? EL几乎完全猝灭。这一意外现象主要通过考虑当前QLED的能量排列导致的量子点EML载流子注入不平衡，以及注入空穴在量子点带隙态的快速捕获来解释。
作者： Jong-Hoon Kim，Kyung-Hye Kim，Suk-Young Yoon，Yuri Kim，Sun-Hyoung Lee，Hyun-Sik Kim，Heesun Yang
机构： Department of Materials Science and Engineering, Hongik University，Not provided
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过锰掺杂研究蓝绿色Zn-Cu-Ga-S量子点的可调谐发光及其电致发光特性。

研究成果

将锰掺杂引入ZCGS量子点可实现从蓝白色到红白色的可调谐光致发光，且具有高量子产率水平。然而，掺杂量子点的电致发光显示出Mn2+发射的近乎完全猝灭，这归因于载流子注入不平衡以及空穴在内带隙态上的快速捕获。这一发现凸显了利用掺杂量子点进行电致发光应用所面临的挑战。

研究不足

该研究主要聚焦于锰掺杂ZCGS量子点的光谱特性和电致发光现象，但对Mn2?导致电致发光猝灭的内在机制探索有限。其在量子点发光二极管中的应用展现出良好前景，但需进一步优化以实现商业化应用。

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