3月5日,亿万先生MR新型显示技术及利用集成教育部沉点尝试室杨绪勇教授、张建华教授团队结合吉林大学张佳旗教授团队以“Homogeneous ZnSeTeS Quantum Dots for Efficient and Stable Pure Blue LEDs”为题,在国际顶级学术期刊《Nature》上颁发关于环保型蓝光量子点发光二极管(QLED)的突破性钻研文章。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-025-08645-4

杨绪勇教授自2015年在亿万先生MR组建纳米光电资料与器件团队以来,经过近10年的持续拼搏,团队不休攻克领域内科学技术难题,该项成就也是杨绪勇教授团队继2023和2024年在《Nature》上作为通讯作者颁发杂化半导体LED领域钻研论文以来(Nature 2023,622, 493-498; Nature 2024,631,73-79),在该领域获得的又一沉大钻研进展。
亿万先生MR机电工程与自动化学院依附机械工程国度一流学科,持久以来面向世界科技前沿发展钻研。这次钻研成就是由亿万先生MR与吉林大学,TCL集团工业钻研院等单元结合攻关、合作实现。其中,亿万先生MR为第一实现单元,亿万先生MR杨绪勇教授,张建华教授和吉林大学张佳旗教授为论文通讯作者,杨绪勇教授领导的机自学院博士后吴倩倩(亿万先生MR硕士及博士毕业)和曹璠(亿万先生MR硕士毕业)为论文共同第一作者,亿万先生MR余文可、王胜博士,TCL集团工业钻研院侯文军博士、芦子哲博士、曹蔚然博士,吉林大学张晓宇教授,复旦大学杨迎国教授,澳大利亚科廷大学夹国华教授为论文合作署名作者。钻研成就得到了国度天然基金委、上海市科委和上海市教委等钻研机构的项目赞助。
量子点显示以其更为优良的色彩阐发力,已成为引领新型显示产业迭代升级的关键驱动力之一。近期,科学家们对誉为终极量子点显示技术的电致发光量子点发光二极管的钻研与索求持续发力,获得了令人瞩主张突破性进展。目前,红、绿光QLED机能已可能与贸易有机LED (OLED)相媲美。而相比之下,由于更高的工作电压及必要克服更大的空穴注入势垒等原因,导致蓝光QLED器件机能进展落后,尤其是环境敦睦型的无沉金属器件的发展更为缓慢,严沉故障了QLED显示技术的贸易化过程。
ZnSeTe量子点被视为环保型蓝光量子点的梦想之选,但其存在活跃金属Te(Ten≥2)易荟萃的景象,由此产生的等电子中心引起了较低能量的尾部缺点发射,严沉降低了其发光效能、色纯度及不变性。该钻研揭示:Te先驱体(如TOP-Te)相迸宗Se-类似物的高反映活性导致了合金量子点中富Te和贫Te区域的不均匀散布,从而产生带隙差距引起的光谱变宽。量子点富Te区域的堆垛层错也降低了辐射复合和量子点晶格不变。尤其,ZnSeTe量子点中相邻的Te原子会形成等电子中心,产生短程势作使劲以捕获空穴,并进一步诱导形成价带顶上方的深空穴局域态吸引电子形成激子,产生了较低能量的尾部发射,以至量子点的色彩阐发和不变性变差。

为解决这些关键难题,钻研团队提出了一种通过等电子调控抑造含Te量子点组分不均匀的战术,通过引入拥有适当反映活性的亚磷酸三苯酯(TPP-S),一方面可能使TPP平衡阴离子的反映活性,另一方面吸电子能力更强的S可能滋扰Te周围的空穴局域化并预防Ten≥2等电子中心形成,成功造备出均质化的四元合金蓝光ZnSeTeS量子点。相比传统ZnSeTe量子点,ZnSeTeS量子点在色纯度、激子辐射复合和结构不变性等方面实现大幅提升;诟盟脑孔拥愎菇ǖ睦豆釷LED器件显示出24.7%的表量子效能,17 nm的发光半峰宽以及靠近3万幼时的T50寿命,突破了无沉金属的纯蓝光QLED发光效能和不变性的新纪录。这一沉要钻研进展将推动QLED显示技术的环;。

杨绪勇教授受邀为《Nature》杂志撰写了题为“It's time to shine for LEDs made using ecofriendly quantum dots” 的Research Briefing文章(Nature,https://doi.org/10.1038/d41586-025-00640-z),该Research Briefing和Nature钻研工作同天上线。被誉为“量子点艺术家”的韩国成均馆大学Eunjoo Jang教授(原韩国三星先进技术钻研院钻研员)对该Nature工作点评:“所研发的QLED机能是极度引人瞩主张,其高的效能和长的寿命已超过了先前报路的器件机能。”(原文:The performance of the developed QLEDs is notable, with a high efficiency and a long lifetime that surpasses those of previously reported devices.)《Nature》利用物理科学主编Karl Ziemelis也赐与该工作高度评价:“文章的魅力在于作者们研发了一种抑造组分不均匀的战术造备了非镉量子点,实现了与最好Cd基蓝光LED媲美的高效能、长命命和光谱纯正的器件。”(原文:The appeal of this paper is that the authors have developed a strategy for preparing Cd-free quantum dots that suppresses compositional heterogeneities, enabling devices with efficiencies, lifetimes and spectral purities that rival the best Cd-based blue LEDs.)
