无镉胶体 QD-LED 在运行过程中的形貌与化学变化

Ruiqi Zhang; Jamie Geng; Shaun Tan; Shreyas Srinivasan; Taehyung Kim; Mayuran Saravanapavanantham; Kwang-Hee Lim; Mike Dillender; Heejae Chung; Thienan Nguyen; Karen Yang; Yongli Lu; Taegon Kim; Moungi G. Bawendi; Vladimir Bulovic

无镉胶体 QD-LED 在运行过程中的形貌与化学变化

应用物理 2025-09-17 v1 材料科学

作者: Ruiqi Zhang , Jamie Geng , Shaun Tan , Shreyas Srinivasan , Taehyung Kim , Mayuran Saravanapavanantham , Kwang-Hee Lim , Mike Dillender , Heejae Chung , Thienan Nguyen , Karen Yang , Yongli Lu , Taegon Kim , Moungi G. Bawendi , Vladimir Bulovic

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摘要

无重金属量子点发光器件（QD-LED）在宽光谱范围内展现了卓越的亮度、饱和色和高效率。然而，与有机发光二极管（OLED）相比，QD-LED 的运行寿命仍然有限，其潜在的退化机制尚未完全明了。在本研究中，我们表明 InP/ZnSe/ZnS（红光发射）和 ZnTeSe/ZnSe/ZnS（蓝光发射）无镉胶体 QD-LED 在运行过程中会发生纳米尺度的形貌变化。具体而言，在由 ZnMgO 纳米颗粒（NPs）组成的电子传输层（ETL）、QD 发光层以及有机空穴传输层中，观察到了颗粒间粗化和层变薄的现象。这伴随着成分氧和氢自由基在整个器件中的产生与扩散，且氧在电极/ETL 界面处积累。此外，原位透射电子显微镜表明，在氢自由基存在下，电子束暴露加速了 ZnMgO NPs 的粗化。为了缓解这些退化途径，我们表明基于丙烯酸酯的树脂封装处理通过抑制自由基形成和阻止形貌变化来稳定 ETL/QD 层。这种方法实现了显著的稳定性增强，在 InP/ZnSe/ZnS 和 ZnTeSe/ZnSe/ZnS QD-LED 上分别表现出 8 倍和 5000 倍的寿命提升。我们的发现确立了形貌退化、层间自由基动力学与最先进 QD-LED 不稳定性之间的因果关系，为可扩展的封装处理提供了新见解，从而实现高效且长寿命的无镉 QD-LED。

关键词

量子点发光二极管形貌退化自由基动力学树脂封装运行稳定性

引用

@article{arxiv.2509.12597,
  title  = {Morphological and Chemical Changes in Cd-free Colloidal QD-LEDs During Operation},
  author = {Ruiqi Zhang and Jamie Geng and Shaun Tan and Shreyas Srinivasan and Taehyung Kim and Mayuran Saravanapavanantham and Kwang-Hee Lim and Mike Dillender and Heejae Chung and Thienan Nguyen and Karen Yang and Yongli Lu and Taegon Kim and Moungi G. Bawendi and Vladimir Bulovic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12597},
  year   = {2025}
}

备注

34 pages, 5 figures

无镉胶体 QD-LED 在运行过程中的形貌与化学变化

摘要

关键词

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