发光与显示团队在低毒近红外量子点领域取得新进展

近日，我院发光与显示课题组在低毒近红外量子点领域取得新进展，相关工作“Rigid CuInS₂/ZnS Core/Shell Quantum Dots for High Performance Infrared Light-Emitting Diodes”和“Short-Wave Infrared Light-Emitting Diodes Using Colloidal CuInS₂Quantum Dots with ZnI₂Dual-Passivation” 以河北大学为第一单位分别发表在国际纳米材料物理学顶级期刊《Nano Letters》(DOI.:10.1021/acs.nanolett.4c01249)和《ACS Nano》(DOI.: 10.1021/acsnano.4c06559)，刘振洋博士为论文第一作者，李旭教授、北京交通大学唐爱伟教授和美国布朗大学陈欧教授为共同通讯作者。

CuInS₂量子点由于其低毒性和独特的光学性质，使得该材料在生物成像、医学诊断、太阳能收集和发光二极管有着广泛应用前景。但近红外发光窗口中，CuInS₂量子点的稳定性及发光效率与其他Pb、Hg、Cd 基材料性能相比仍有较大差距。

我院发光与显示课题组研究团队提出了一种简单制备策略，在CuInS₂量子点表面外延生长出较厚的ZnS壳层，有效的抑制了Zn-Cu/In阳离子交换过程，避免了材料发光蓝移。该刚性ZnS壳显著的抑制了电子−声子相互作用和激发态电子的俄歇复合，使该材料的绝对量子产率提高到的92.1%。应用该量子点制备的电致发光器件获得了该材料在近红外波段的最高稳定性数据 [Nano Letters 2024,24(17), 5342-5350]。在另一项工作中，研究团队继续采用ZnI₂溶液对CIS量子点电致发光器件进行了系统的表面与界面钝化。成功在保持高性能的前提下，将其器件的发光推至短波窗化方法可以为CIS量子点器件的性能优化提供更多方案 [ACS Nano 2024, 18, 32, 21523–21533]，实现了该类材料在此波段的电致发光的最高效率。

以上工作得到国家自然科学基金、河北大学高层次人才启动项目和物理学院公共测试中心的资助和大力支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.4c01249

                 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c06559