InP量子点发光材料:从合成到器件应用的研究进展(特邀)

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作者 汪瑶 翁其新 +4 位作者 时应章 王志文 宋玉洁 孙小卫 张文达 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期39-53,共15页

量子点(Quantum Dots,QDs)作为一种新型纳米材料,具有优异的光学性质。随着研究的深入,量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP)量子点因其低毒性、高光效,被视为镉基量子点的潜在替代品而... 量子点(Quantum Dots,QDs)作为一种新型纳米材料,具有优异的光学性质。随着研究的深入,量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP)量子点因其低毒性、高光效,被视为镉基量子点的潜在替代品而受到广泛关注,其发光光谱覆盖整个可见光区域,光致发光量子产率(PLQY)、光电性能上与镉基量子点相当。然而,InP量子点在前驱体材料、生长机制、核壳晶格匹配性等方面与镉基量子点相比存在显著差异,这些差异在一定程度上影响了其光学性能,从而制约了在显示器件中的应用。综述了InP量子点材料及其量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes,QLED)的发展现状。首先,系统地介绍了InP量子点的基本特性,重点从色纯度提升和缺陷态消除等角度深入探讨了其光学性能的优化与改进。随后,详细分析了量子点结构设计(电荷传输层和界面工程)对InP QLED器件性能的影响,并综述了近年来InP QLED的研究进展及其在相关领域的应用成果。最后,概述了InP量子点体系的发展以及面临的主要挑战,并提出了对InP量子点体系未来发展的期望,旨在为InP量子点体系的进一步研究和应用提供启示与方向。 展开更多

关键词 inp量子点 色纯度 发光二极管 显示器件

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氢氟酸处理InP/GaP/ZnS量子点的光学性能及其发光二极管应用

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作者 陈晓丽 陈佩丽 +3 位作者 卢思 朱艳青 徐雪青 苏秋成 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期69-77,共9页

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量... 采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量子点表面氧化缺陷状态,有效控制了InP核表面的氧化,并且原子配体形式的F-钝化了量子点表面的悬挂键,显著提升了量子点的光学性能。HF处理的InP/GaP/ZnS量子点具有最佳的发光性能,PLQY高达96%。此外,用HF处理InP/GaP/ZnS量子点制备的发光二极管,其发光的电流效率为6.63 cd/A,最佳外量子效率(EQE)为3.83%。 展开更多

关键词 HF inp/GaP/ZnS量子点 光学性能 发光二极管

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基于InP@ZnS QDs/Dured纳米荧光探针的DNA检测 被引量：3

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作者 胡先运 孟铁宏 +2 位作者 张汝国 江家志 黄星宏 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期288-295,共8页

利用巯基丙酸包覆的In P@Zn S量子点(QDs)与Dured构建了一种检测DNA的荧光探针。在该探针中,以环境友好型带负电的In P@Zn S量子点为荧光团,与带正电的Dured通过静电结合,构建了In P@Zn S QDs/Dured纳米荧光探针。通过荧光共振能量转移(... 利用巯基丙酸包覆的In P@Zn S量子点(QDs)与Dured构建了一种检测DNA的荧光探针。在该探针中,以环境友好型带负电的In P@Zn S量子点为荧光团,与带正电的Dured通过静电结合,构建了In P@Zn S QDs/Dured纳米荧光探针。通过荧光共振能量转移(FRET)机理,量子点荧光被猝灭;当DNA存在时,Dured与DNA的特异性结合使Dured从In P@Zn S QDs表面脱附,FRET过程被打断,In P@Zn S QDs荧光恢复,以荧光"关-开"方式检测DNA。该探针检测DNA的线性范围为2.0~275.0 ng·L-1,检测限为1.0 ng·L-1,并可用于模拟生物生理条件下的DNA检测。 展开更多

关键词 inp@zns量子点 荧光探针 DNA 荧光共振能量转移

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InP/ZnS QDs对稀有鮈鲫子代软骨发育的影响

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作者 伍颖轶 陈行 +1 位作者 谢威威 金丽 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期6732-6739,共8页

使用InP/ZnS QDs以雌性稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为实验动物,通过腹腔注射染毒,设计了(200,400,800nmol/L)3个实验组,在量子点暴露4和7d时取卵受精.以胚胎受精率、存活率、仔鱼体长、全长为指标,对仔鱼进行阿利新蓝染色和HE(Hematoxy... 使用InP/ZnS QDs以雌性稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)为实验动物,通过腹腔注射染毒,设计了(200,400,800nmol/L)3个实验组,在量子点暴露4和7d时取卵受精.以胚胎受精率、存活率、仔鱼体长、全长为指标,对仔鱼进行阿利新蓝染色和HE(Hematoxylin Eosin)染色,通过检测发育相关基因(bmp2b,sox9a,runx_(2)b)的相对表达量,研究InP/ZnS QDs对稀有鮈鲫子代软骨发育的影响.结果表明:高浓度组仔鱼的体长减少6.2%、全长减少5.9%;颅面PQ-Meckel角增加24.8%,下颌骨长度减小14.6%和15.2%、宽度减小10.0%和10.7%;颅面软骨细胞肿大、数量减少.并发现QDs在不同发育时间对相关基因的相对表达量影响不同.总之InP/ZnS QDs会对稀有鮈鲫子代软骨发育产生不良影响. 展开更多

关键词 inp/ZnS quantum dots 稀有鮈鲫 毒性 软骨发育

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InP量子点的掺杂及其光学性能 被引量：1

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作者 杨锁龙 王晓方 +4 位作者 蒋春丽 赵雅文 曾荣光 王怀胜 赖新春 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1051-1057,共7页

采用原位成核掺杂法合成了Li、Zn金属离子掺杂的InP量子点(分别记为Li:InP和Zn:InP),并研究了掺杂剂对量子点的结构、尺寸和光学性能的影响。研究结果表明,Li^+、Zn^(2+)掺杂的InP量子点结晶度较高且尺寸均匀。虽然Li^+掺杂未引起InP量... 采用原位成核掺杂法合成了Li、Zn金属离子掺杂的InP量子点(分别记为Li:InP和Zn:InP),并研究了掺杂剂对量子点的结构、尺寸和光学性能的影响。研究结果表明,Li^+、Zn^(2+)掺杂的InP量子点结晶度较高且尺寸均匀。虽然Li^+掺杂未引起InP量子点的结构发生变化,Li^+未进入InP晶格,但是抑制了InP量子点的成核与长大,使其吸收谱和荧光谱均发生大幅度的蓝移。Zn掺杂同样也抑制InP量子点的成核与长大,并且形成InP/Zn_3P_2/ZnO复合核壳结构,显著增强了InP量子点的荧光,尤其是当Zn掺杂浓度(Zn/In原子比)为0.2时,InP量子点的荧光强度增加近100多倍,这对短波长InP量子点的合成具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 磷化铟 量子点 掺杂 光学性能

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InP衬底上LP-MOCVD生长InAs自组装量子点 被引量：1

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作者 王本忠 刘式墉 +3 位作者 赵方海 孙洪波 彭宇恒 李正廷 《吉林大学自然科学学报》 CAS CSCD 1997年第2期70-72,共3页

报道利用低压金属有机化学气相沉积（LP－MOCVD）技术在（001）InP衬底上生长InAs自组装量子点的结果，用光致发光技术观察到较强的室温光荧光谱，其峰值波长约为1603um，分布在1300um^1700um范围内。

关键词 砷化铟 自组装量子点 MOCVD 磷化铟 衬底

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基于InP/ZnS核壳结构量子点的色转换层设计及制作 被引量：4

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作者 王家先 陶金 +8 位作者 吕金光 李阳 赵永周 李盼园 秦余欣 张宇 郝振东 王维彪 梁静秋 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期592-602,共11页

提出了采用环境友好型InP/ZnS核壳结构量子点材料制备匹配蓝光Micro-LED阵列的量子点色转换层以实现Micro-LED阵列器件全彩化的技术方案。通过采用倒置式量子点色转换层方案,实现了InP/ZnS量子点材料和Micro-LED阵列的非直接接触,从而... 提出了采用环境友好型InP/ZnS核壳结构量子点材料制备匹配蓝光Micro-LED阵列的量子点色转换层以实现Micro-LED阵列器件全彩化的技术方案。通过采用倒置式量子点色转换层方案,实现了InP/ZnS量子点材料和Micro-LED阵列的非直接接触,从而可以缓解LED中热量聚集导致的量子点材料发光主波长偏移、半峰宽展宽以及发光效率衰减等问题。量子点色转换层中内嵌PDMS聚合物柔性膜层,可以消除咖啡环效应,同时,色转换层中内嵌飞秒激光图案化处理的500 nm长波通滤光膜层,可以抑制蓝光从非蓝色像素单元出射。最后,实验制备了像素单元中心间距90μm的16×16 InP/ZnS量子点色转换层。该设计可以实现基于蓝光Micro-LED阵列的全彩色Micro-LED显示器件的制备,并且该制备方法可以降低全彩色Micro-LED阵列显示器件的制备成本。 展开更多

关键词 Micro-LED inp/ZnS量子点材料 色转换层 全彩显示器件

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基于元素磷源的InP量子点的制备 被引量：1

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作者 王彬彬 王莉 +1 位作者 汪瑾 蒋阳 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第2期342-346,共5页

以白磷作为磷源、醋酸铟为铟源、硬脂酸为表面包覆剂、十八烯为溶剂,采用胶体化学法合成了InP量子点。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析测试显示InP量子点属于立方闪锌矿结构,并且是直径约为5 nm的球状纳米晶。紫外可见光... 以白磷作为磷源、醋酸铟为铟源、硬脂酸为表面包覆剂、十八烯为溶剂,采用胶体化学法合成了InP量子点。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析测试显示InP量子点属于立方闪锌矿结构,并且是直径约为5 nm的球状纳米晶。紫外可见光谱和荧光光谱分析表明,InP量子点表现出明显的激子吸收和带边发射特征,荧光发射光谱在415~517 nm范围内连续可调,呈现明显的量子尺寸效应。 展开更多

关键词 半导体纳米晶 inp量子点 白磷 荧光光谱

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面向量子点电致发光二极管的蓝光InP和ZnSe量子点研究现状 被引量：1

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作者 杨书淇 刘方海 +1 位作者 陈萍 陈雷 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期1631-1644,共14页

作为传统显示器强有力的竞争者之一,量子点发光二极管(QLED)在显示领域备受关注。然而,高性能蓝光QLED器件的发光材料中通常含有镉或铅,这两类重金属有毒元素对人体健康和生态环境不利,也阻碍了QLED器件的规模化商用进程。因此,高质量... 作为传统显示器强有力的竞争者之一,量子点发光二极管(QLED)在显示领域备受关注。然而,高性能蓝光QLED器件的发光材料中通常含有镉或铅,这两类重金属有毒元素对人体健康和生态环境不利,也阻碍了QLED器件的规模化商用进程。因此,高质量无镉无铅型蓝光量子点材料的研发成为推动新型显示产业发展的动力和业界迫切追求的目标。历经数十年发展,InP和ZnSe等无镉无铅量子点材料的蓝光发射性能已取得较大进步,随着合成策略及蓝光材料的进一步优化改进,环境友好型蓝光量子点发光二极管器件性能有望追上传统红、绿光量子点器件的步伐。本文分别从合成优化手段、表面包覆策略、核壳结构类型、发光性能参数等方面进行汇总,系统综述了当前无镉无铅型蓝光InP和ZnSe量子点材料的研究进展,指出了QLED蓝光材料未来的发展方向。 展开更多

关键词 量子点发光二极管 蓝光量子点 电致发光 ZNSE inp

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环境友好型InP量子点的合成及其发光性能的研究进展

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作者 王璞 蔡平 +5 位作者 张小文 许伟 张观广 姚日晖 宁洪龙 郑华 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1341-1351,共11页

在光电显示领域中,量子点发光二极管(quantum dots light-emitting diode,QLED)因其宽的光谱可调性、窄的半峰全宽、高的色纯度等优异性能而受到广泛关注,并被认为是下一代显示技术极为突出的候选者。目前,镉基QLED的红、绿、蓝三色发... 在光电显示领域中,量子点发光二极管(quantum dots light-emitting diode,QLED)因其宽的光谱可调性、窄的半峰全宽、高的色纯度等优异性能而受到广泛关注,并被认为是下一代显示技术极为突出的候选者。目前,镉基QLED的红、绿、蓝三色发光性能已十分接近有机发光二级管的水平,但是镉元素对人体及环境具有严重的危害性。InP量子点具有较大的激子波尔半径、宽的光谱可调性(可覆盖整个可见光区)以及与镉基量子点相媲美的光电性质,而成为最有望替代镉基量子点的环境友好型量子点。因此,本文详细总结了近年来InP量子点的合成(核壳的结构、配体的选择等)与荧光性能及其QLED发光性能等方面的研究进展,并对InP QLED所面临的问题、挑战及其可行性解决方案进行了讨论和展望。 展开更多

关键词 环境友好型量子点 磷化铟 荧光量子产率 量子点发光二极管 发光性能

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掺杂聚乙烯咔唑绿光磷化铟量子点发光二极管 被引量：1

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作者 刘森坤 罗宇 +4 位作者 王俊杰 郭标 肖毅 王璞 彭俊彪 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期891-900,共10页

设计了空穴传输材料聚乙烯基咔唑(PVK)与绿光无镉磷化铟(InP)量子点共混体系,改善了量子点团聚效应,减少了量子点之间相互作用产生的非辐射Förster能量转移(FRET),提高了共混无镉量子点薄膜的光致发光效率(PLQY),从24.2%提升至30.1... 设计了空穴传输材料聚乙烯基咔唑(PVK)与绿光无镉磷化铟(InP)量子点共混体系,改善了量子点团聚效应,减少了量子点之间相互作用产生的非辐射Förster能量转移(FRET),提高了共混无镉量子点薄膜的光致发光效率(PLQY),从24.2%提升至30.1%。同时,PVK的掺入提高了共混发光薄膜的空穴传输性能,改善了量子点电致发光器件的载流子平衡,使器件的最大外量子效率(EQE)达到5.94%,较未掺杂器件提高了32%。该聚合物掺杂方法可为研制高性能绿光InP量子点发光二极管提供参考。 展开更多

关键词 磷化铟量子点 聚合物掺杂 能量转移 载流子平衡

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基于In_(1−x)Ga_(x)P梯度合金核无镉量子点的制备及LED应用 被引量：1

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作者 叶海桥 曹璠 +1 位作者 窦永江 杨绪勇 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期846-855,共10页

低毒性磷化铟量子点(indium phosphide quantum dot,InP QD)作为最有可能取代有毒重金属镉基量子点的材料,已经在下一代商业显示和照明领域中显示出巨大潜力.然而,合成具有高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PL QY)的InP... 低毒性磷化铟量子点(indium phosphide quantum dot,InP QD)作为最有可能取代有毒重金属镉基量子点的材料,已经在下一代商业显示和照明领域中显示出巨大潜力.然而,合成具有高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PL QY)的InP QD仍然具有挑战性.因此,提出了以乙酰丙酮镓作为镓源,在高温下通过乙酰丙酮基对表面配体的活化作用,生成具有梯度合金核的In_(1−x)Ga_(x)P/ZnSe/ZnS量子点,有效解决了原有的InP与ZnSe之间晶格失配的问题;同时减少核壳界面缺陷,使量子点的荧光量子产率高达82%,所制备量子点发光二极管(quantum dot light-emitting diode,QLED)的外量子效率(external quantum efficiency,EQE)达到3.1%.相比传统的InP/ZnSe/ZnS结构量子点,In_(1−x)Ga_(x)P/ZnSe/ZnS量子点荧光量子产率提高了25%,器件的外量子效率提高了近一倍.该方案为解决InP量子点荧光量子产率低、发光器件性能差等问题提供了新的思路. 展开更多

关键词 磷化铟量子点 梯度合金核 配体活化 量子点发光二极管

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