钙钛矿量子点是近几年发展起来的新型光电材料，由于其具有荧光量子效率高、亮度高、缺陷容忍度高以及色域满足BT.2020标准等优点，在发光二极管（LED）和新型显示领域具有广阔的应用前景。但钙钛矿量子点由于其比表面积大，表面缺陷和表面有机配体的绝缘特性对其荧光量子效率、光电器件性能等具有显著的影响。
镓离子钝化钙钛矿量子点缺陷及其发光二极管示意图
基于以上问题，省科学院半导体研究所新型显示团队与中科院长春应用化学研究所相关团队合作，利用高价金属镓离子对全无机钙钛矿量子点CsPbBr3表面进行钝化修饰，制备出具有高光电效率的CsPbBr3电致发光器件。该工作重点研究了金属镓离子源对CsPbBr3量子点的表面钝化机制和性能影响。研究结果表明，金属镓离子的修饰显著的降低了CsPbBr3量子点表面缺陷态密度，提高了荧光量子效率，同时镓离子对量子点表面有机配体的部分替代提高了载流子传输能力。相比未经过镓离子修饰的量子点器件，基于该量子点材料制备的电致发光器件最高亮度提高了2倍，电流效率提高了9倍以上，器件寿命提高了7倍以上。该方法研究了量子点缺陷对器件性能影响的问题，发展了该体系量子点缺陷钝化的方法。
相关研究成果发表在国际权威期刊Journal of Materials Chemistry C，半导体所王建太博士为论文第一作者，学术带头人龚政博士和长春应化所谢志元研究员为联合通讯作者。该方法解决了量子点表面缺陷对器件性能影响的问题，发展了该体系量子点缺陷钝化的方法。
论文信息：
Wang, J., Xu, Y., Zou, S., Pang, C., Cao, R., Pan, Z., Guo, C., Hu, S., Liu, J., Xie, Z., & Gong, Z. (2021). Effective defect passivation of CsPbBr3 quantum dots using gallium cations toward the fabrication of bright perovskite LEDs. Journal of Materials Chemistry C.
原文链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/tc/d1tc01077h
（省科学院半导体研究所/供稿）
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