为了使基于量子点发光二极管的印刷全色显示器工业化，必须探索蓝色电致发光的降解机制并提高其操作稳定性。尽管最先进的蓝色量子点具有单调渐变的核/壳/壳结构，具有接近百分百的光致发光量子效率和有效的电荷注入，但显著表面体耦合，放大了表面局部电荷的影响并限制了操作寿命。
受此启发，来自苏州大学等单位的研究人员提出了具有大核和具有非单调分级能级的中间壳层的蓝色量子点。该策略显著减少了表面体耦合，并在不影响电荷注入的情况下调谐发射波长。使用这些量子点，制作了发射颜色从标准蓝到天蓝不等的底部发射器件。在初始亮度为1000 cd m−2时，这些器件的T95工作寿命为75至227小时，大大超过了现有记录。相关论文以题目为“Blue light-emitting diodes based on colloidal quantum dots with reduced surface-bulk coupling”发表在Nature Communications期刊上。
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基于可溶液处理的电致发光材料的印刷显示技术具有在柔性基板上进行低成本和可扩展制造的特点。其中，量子点发光二极管（QLED）由于其卓越的显示质量而特别有趣。到目前为止，QLED的电致发光（EL）量子效率已达到理论最大值。T95的工作寿命（定义为发光降解至初始值（L0）的95%的时间）在L0=1000 cd m−2时，对于红色和绿色设备，已超过5000小时。然而，作为可溶液处理发光体所面临的普遍挑战，蓝色量子点的电致发光稳定性尚未达到工业化标准。天蓝和近标准蓝的最佳结果分别为57和30小时。
QLED寿命的提高依赖于对退化机制的理解，对此，讨论仅限于空穴传输层（HTL）及其与QD发射器的耦合。然而，导致红色QLED缓慢退化的空间电荷效应或热电子效应不能解释蓝色器件的快速退化。相比之下，操作导致的QD降解仍然没有得到充分利用。一方面核/壳/壳结构是目前平衡电气和光学性能的最佳解决方案。另一方面，我们之前的工作表明，这些最先进的蓝色QD本质上比其红色对应部件更容易发生电荷累积。这一困境凸显了研究和创新QD结构的必要性。
这项工作首次揭示了具有最先进的单调梯度核/壳/壳结构和稳定表面配体的量子点在QLED期间表现出显著的不可逆光致发光（PL）损失。接下来，作者使用单调渐变壳来减少表面-体耦合。最后，蓝色QLED在不同发射波长下实现了破纪录的T95寿命。在有效电荷传输的前提下，表面体耦合与电致发光稳定性之间的强相关性是显著的。（文：爱新觉罗星）
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图1. 最先进的蓝色量子点中的电荷诱导降解。
图2. 表面体耦合减少的蓝色量子点。
图3. 蓝色QLED具有创纪录的高运行寿命。
图4. 表面体耦合作为主要退化机制。
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