发光二极管（LED）显示屏已广泛应用于各个领域，而LED照明产业更是半导体行业的重要组成部分。随着技术的快速发展，量子点LED（QD-LED）、下一代有机LED（OLED）、Micro-LED等新兴显示和照明技术正在快速崛起，成为行业关注的焦点。
▲环保型磷化铟量子点LED器件发光图
01
从模糊到清晰
在LED技术的快速变革中，科学家们对于LED“内部世界”的探索常常面临表征手段不足的难题，这使得他们对其运行机制的观察显得不够清晰。
为破解这一难题，中国科学技术大学于2020年成功研制出一台具有突破性意义的仪器——电激发瞬态吸收（Electrically Excited Transient Absorption，EETA）光谱仪，为深入研究LED的内部机制提供了全新工具。
▲电激发瞬态吸收光谱仪
▲LED“拍片机”工作原理及InP基QD-LED的关键科学问题
02
破解“水池难题”
最近，科研人员利用这台LED“拍片机”，解决了量子点LED领域的一大难题。
环保型绿色磷化铟（InP）基量子点LED的效率和寿命一直落后于红色和蓝色器件，这是制约全色彩环保型量子点LED显示产业化的关键瓶颈。
通过“拍片诊断”，研究团队发现，绿色InP基量子点LED的性能短板主要在于两点：电子注入不足和电子泄漏严重。想象一下，本该流向电子“蓄水池”的电子，一边是电子“进水管”堵塞，一边是池底有电子“泄漏”流失，这就导致电子“蓄水池”无法装满。
为了解决电子注入不足和泄漏的问题，研究团队提出了“低、宽势垒”的创新设计，这就好比对电子“蓄水池”进行了全面升级。通过拓宽电子“进水管”，让更多电子顺畅流入量子点发光层，同时在池底加装防漏板，避免电子从中流失。
优化后的绿色InP基量子点LED不仅效率提升到了26.68%，亮度更是突破了270000cd/m²，器件发光寿命也大幅延长到1241小时，一举刷新了多项世界纪录。
▲绿色InP基QD-LED改性策略及高性能器件表征
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