一种可革新性提升量子点电致发光器件（QD-LED）性能的技术已经被开发出来。量子点电致发光器件是一种将电子和空穴直接注入纳米级量子点以发射光的光电器件。
韩国研究财团于31日表示，Sungkyunkwan University教授 Lim Jaehun 研究团队（第一作者为研究生 Jung Unho）开发出了将量子点电致发光器件的亮度和稳定性提升到新水平的全无机器件核心要素——“无机空穴传输层”的源头材料。
全无机器件是指电子传输层和空穴传输层均由无机物构成的多层薄膜结构器件。空穴传输层是从阳极向量子点传输空穴的功能层。
基于量子点的电致发光器件具有高色纯度的特点，被视为实现下一代显示器的关键技术而备受关注。
但若要将量子点电致发光器件应用扩展到下一代超真实感显示器、户外显示器及工业用光源等领域，就必须将单位面积光通量提高到通用显示器的10倍以上，这带来了巨大挑战。此外，目前主要使用的有机空穴传输层因导电性低且不稳定，一直制约着量子点电致发光器件的实现。
为克服这些局限，研究团队将缺陷可控的氧化镍–氧化镁合金纳米粒子引入发光器件作为空穴传输层，使全无机电致发光器件的外量子效率成功提升至16.4%。外量子效率是指相对于注入器件的电荷量，被释放到器件外部的光子比例。
氧化镍–氧化镁合金纳米粒子在合成过程中，内部与表面会过量产生“镍空位（在纳米粒子薄膜中提高空穴数量和迁移率的媒介）”，从而导致光效率下降的问题，此次也一并得到解决。
研究团队首先为去除表面存在的镍空位而降低了空穴传输层的空穴电导率。与此同时，在纳米粒子表面处理可抑制量子点内部空穴抽取过程、从而提高器件效率的氢氧化镁，使全无机电致发光器件的外量子效率被提升到与既有技术相当的水平。
Lim 教授表示：“本研究是确认量子点技术可应用于大韩民国12大战略国家技术之一——下一代超真实感显示器的重要案例”，并称“有必要进一步高度化氧化物纳米粒子合成方法，并开展制造超高分辨率像素的后续研究，以进一步提升全无机器件的效率和稳定性”。
此外，本研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的纳米与材料技术开发项目、中坚研究、未来材料发现项目的支持下完成。研究成果发表于材料领域国际学术期刊《Advanced Materials》2024年9月23日刊。
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