LED显示照明是我国的支柱半导体产业。加快新兴显示照明LED（如量子点LED）研究，对于保持并加强我国的产业竞争力，有重要的意义。然而，由于缺乏原位、直观的表征手段，目前新兴LED的内部运行机制理解尚不充分，限制了新兴LED的研发速度。中国科学技术大学物理学院樊逢佳教授团队于2020年成功研发出世界首台电激发瞬态吸收（EETA）光谱仪（国家发明专利号：CN202011470295.0；PCT：WOCN21071264），这一技术可以给LED“拍片子”，全方位透视LED中的载流子和电场的时间分辨、空间分布等信息，为LED的机理研究提供关键的技术支持，推动LED领域的科学探索和技术进步。

近日，樊逢佳教授与河南大学申怀彬教授再次携手合作，利用EETA技术深入研究了环保型量子点LED的关键科学问题。无镉无铅量子点由于其环境友好优势备受青睐，韩国三星集团投入巨大资源，于2019年和2020年分别在《自然》期刊上发表两篇论文，展示他们在红蓝两色器件中所取得的进展。然而，绿色无镉无铅量子点LED（目前主要采用磷化铟基量子点）在效率和寿命方面远落后于红色和蓝色环保型量子点LED，成为了制约环境友好型全彩量子点LED产业化的关键。樊逢佳申怀彬教授团队研究表明，当前绿色磷化铟基量子点LED性能较低的主要原因在于电子注入不足和严重的电子泄漏。为此，研究团队提出采用“低、宽势垒”的设计方案，既提升了电子注入效率，又有效抑制了漏电现象。通过这一优化，研究团队成功实现了绿色磷化铟基量子点LED的峰值外量子效率（EQE）达到 26.68%，亮度突破 270000 cd/m²（坎德拉每平方米），并在初始亮度 1000 cd/m²（坎德拉每平方米）下，器件发光寿命（亮度衰减到起始值的95%）长达 1241小时，均刷新了世界纪录。

北京时间11月21日凌晨，相关研究成果以“Efficient green InP-based QD-LED by controlling electron injection and leakage”为题，发表在《自然》期刊上。这是我国在无镉无铅量子点LED领域首篇正刊，标志着我国在环保型量子点LED技术方面取得重要进展。

责任编辑：徐靖

时间：2024-11-30

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