量子點(diǎn)作為半導(dǎo)體納米晶體具有熒光量子產(chǎn)率高、發(fā)射光譜連續(xù)可調(diào)、發(fā)光半高峰寬窄、光化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于發(fā)光二極管。其中，白光量子點(diǎn)發(fā)光二極管（QLEDs）在顯示和照明領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。通過(guò)逐層沉積紅、綠、藍(lán)三種量子點(diǎn)薄膜作為發(fā)光活性層是實(shí)現(xiàn)白光QLEDs的一種有效手段，然而，目前常用的疊層策略多為添加阻擋層、有機(jī)聚合物和靜電表面處理等，都會(huì)在一定程度上限制量子點(diǎn)薄膜的光電性能，不利于開發(fā)高性能器件。因此，開發(fā)一種利用層層組裝的方法沉積高質(zhì)量的多層量子點(diǎn)薄膜對(duì)制備高效的白光QLEDs至關(guān)重要。
論文原文：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202200918
蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院孫寶全課題組從CdSe/ZnS量子點(diǎn)表面有機(jī)配體的羧基和氨基官能團(tuán)化學(xué)極性入手，根據(jù)軟硬酸堿理論，利用鹽酸中游離的氫離子來(lái)質(zhì)子化量子點(diǎn)表面羧基、氨基類脂肪族有機(jī)配體，使長(zhǎng)鏈有機(jī)表面配體從量子點(diǎn)表面脫附，從而實(shí)現(xiàn)短鏈無(wú)機(jī)陰離子和長(zhǎng)鏈有機(jī)配體的交換。結(jié)果表明，無(wú)機(jī)陰離子的加入改變了量子點(diǎn)薄膜的極性，使量子點(diǎn)薄膜表現(xiàn)出不溶于分散量子點(diǎn)的非極性溶劑的特性，因此可以通過(guò)溶液法依次沉積多層量子點(diǎn)薄膜。值得注意的是，適量的無(wú)機(jī)酸處理的量子點(diǎn)薄膜，不僅不會(huì)腐蝕量子點(diǎn)的本征結(jié)構(gòu)，而且可以有效地鈍化量子點(diǎn)表面缺陷，抑制非輻射復(fù)合損失，提高量子點(diǎn)薄膜的發(fā)光效率。此外，由于長(zhǎng)鏈有機(jī)絕緣配體被置換為導(dǎo)電性能更好的短鏈無(wú)機(jī)陰離子，即減少了電子和空穴之間的傳輸距離，可以在一定程度上增強(qiáng)了載流子的復(fù)合效率，有利于QLEDs器件的電致發(fā)光效率的提升。因此，基于鹽酸處理制備的多層薄膜白光QLEDs的電流效率高達(dá)18.9 cd A-1 (EQE為9.1%)，是目前已報(bào)道的此類白光器件的最高效率，證明其作為高質(zhì)量的照明技術(shù)和理想的背光應(yīng)用的潛在價(jià)值。更有趣的是，利用濃鹽酸的揮發(fā)特性，可以通過(guò)揮發(fā)的HCl分子圖案化量子點(diǎn)發(fā)光薄膜，為實(shí)驗(yàn)量子點(diǎn)全彩顯示提供了新思路。
總而言之，質(zhì)子酸觸發(fā)的量子點(diǎn)表面配體交換策略不但可以有效提高量子點(diǎn)薄膜的光電性能，而且也使得制備多層高質(zhì)量的量子點(diǎn)薄膜變得簡(jiǎn)單易行，對(duì)構(gòu)建具有成本效益的白光疊層器件以及調(diào)控量子點(diǎn)表面配體工藝提供了一種簡(jiǎn)單有效的方法。
論文信息：
In Situ Ligand-Exchange in Solid Quantum Dots Film Enables Stacked White Light-Emitting Diodes
Zhiwei Hong, Yatao Zou*, Yajuan Li, Lei Cai, Zhewei Chen, Jiaqing Zang, Guilin Bai, Ya Li, Jiangyu Chen, Yanfei Wu, Conghui Jiang, Tao Song*, Baoquan Sun*
論文原文：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202200918
