Nature子刊：高性能深蓝色碳点发光二极管

发光二极管(LEDs)已经成为生活中不可或缺的一部分，但在开发能发出深蓝波长范围内光（以小于450nm的波长发射）的LED方面仍存在挑战。高效的深蓝LED将可用于高密度信息存储、照明和生动的屏幕显示。胶体量子点通常以镉和铅等重金属为基础，是极具潜力的深蓝色LED候选材料，但迄今为止，它们的外部量子效率低于1.7%。

近日，加拿大多伦多大学的吕正红，Edward Sargent, 袁方龙，以及沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的Osman Bakr等合作者，开发出了基于碳点的明亮、纯色的深蓝色led。相关研究成果以“Bright high-colour-purity deep-blue carbon dot light-emitting diodes via efficient edge amination”为题发表在Nature子刊《 Nature Photonics》上。

“由丰富的，无毒的有机化合物制成的碳点以前已经在LED中试用过，”但袁解释说，“它们在深蓝波长范围内受到限制，因为这种发光分布在很宽的波长范围内。”吕和他的同事们探索了支持这种光谱展宽的机制。他们发现，当激发时，点边缘的含氧官能团会破坏所得的发光。研究人员使用了一种“胺钝化”技术，在高温氨水中处理这些量子点以去除含氧官能团。

碳点具有窄的发射半高度（约35 nm），具有高的光致发光量子产率（70％±10％），并且色坐标（0.15、0.05）接近标准颜色Rec. 2020（0.131，0.046）的规范。结构和光学表征以及计算研究表明，基于胺的钝化是有效和高色纯度发射的原因。基于这些碳点的深蓝色LED表现出高性能，最大亮度为5,240 cd m-2，外部量子效率为4％，明显超过了先前报道的量子调谐溶液处理深蓝色LED。

Lu, Z.-H. Sargent, E. H.et al. Bright high-colour-purity deep-blue carbon dot light-emitting diodes viaefficient edge amination. Nat. Photon. 2019.

DOI: 10.1038/s41566-019-0557-5

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0557-5#auth-16