近日，我校柔性电子全国重点实验室陈淑芬教授课题组联合江西科技师范大学熊志华教授团队，创新性提出一种路易斯酸驱动的量子点表面重构新策略，成功研制出符合Rec. 2020超高清显示蓝光标准的高效、稳定深蓝光钙钛矿量子点（PQD）LED。相关研究成果以“Lewis Acid-Driven Perovskite Quantum Dot Surface Reconstruction for Deep-Blue LEDs Approaching the Rec. 2020 Standard”为题，发表于国际顶尖期刊《Nano Letters》。我校色情网站 博士生陈焱峰为论文第一作者，陈淑芬教授、沈炜讲师与江西科技师范大学熊志华教授为论文共同通讯作者。

当前，4K、8K超高清显示技术高速迭代，行业通用的Rec. 2020标准对显示色域提出了极高要求，其色域覆盖范围可达NTSC标准的140%，大幅超越传统量子点LED（约110% NTSC）、无机LED（70%–80% NTSC）与有机LED（约90% NTSC）的色域性能。凭借发射波长可调、色纯度优异、光致发光量子产率（PLQY）高等独特优势，钙钛矿量子点成为适配Rec. 2020超高清显示标准的核心候选材料。但目前深蓝光（CIE y < 0.06）钙钛矿量子点LED始终存在效率偏低、稳定性差的技术瓶颈，严重制约其产业化应用。

现阶段，业内实现深蓝光发射主要依托混合卤素调控、纯溴基强限域两大技术路径，但二者均存在难以突破的固有缺陷。混卤钙钛矿可通过调控氯、溴元素配比实现深蓝光发射，然而卤素离子迁移引发的严重相分离问题，会造成光谱漂移、谱带展宽，极大降低器件稳定性。纯溴基钙钛矿量子点可依靠强量子限域效应，获得光谱稳定的深蓝光发射，但当量子点尺寸趋近激子玻尔半径时，超小尺寸带来的高比表面积会引入大量空位与表面缺陷，同时高表面能特性易导致量子点团聚，最终造成器件色纯度下降、非辐射复合加剧。如何在缩小量子点尺寸的同时高效管理表面缺陷，是制约深蓝光钙钛矿量子点显示技术发展的核心瓶颈，也是业内亟待突破的关键难题。

针对上述难题，研究团队提出了路易斯酸驱动的量子点表面重构策略，利用锶离子（Sr²⁺）与辛酸之间的强离子相互作用促进辛胺质子化，实现了量子点尺寸缩减、缺陷抑制和PLQY显著提升的多重协同优化。密度泛函理论计算表明，Sr²⁺与辛酸根之间的离子键能高达6.30 eV，是既往报道的锌离子（Zn²⁺）-辛酸根离子键能（0.33 eV）的19倍。该超强相互作用将钙钛矿量子点从不规则截角八面体重塑为均匀的超小尺寸量子点，同时有效去除了多余的绝缘配体，从结构层面解决了传统量子点的性能缺陷。

研究团队基于优化后的高性能PQD薄膜构筑发光层，成功制备出高性能深蓝光LED。测试结果显示，该器件电致发光峰值波长为461 nm，半峰宽仅18 nm，色坐标为（0.146, 0.059），完美契合Rec. 2020深蓝光标准（CIE y < 0.06），色纯度高达98.1%。在未封装条件下，器件外量子效率可达8.5%；恒定电流密度工况下，器件的T₅₀寿命长达41分钟，相较原始器件（14分钟）提升近3倍。据悉，该综合性能位居国际同领域领先水平，为当前445–465 nm纯溴基深蓝光钙钛矿LED（适配Rec. 2020蓝光标准）中的最高报道效率之一。该研究建立了深蓝光钙钛矿量子点高效表面重构的全新设计范式，为推进Rec. 2020超高清显示技术的产业化落地与应用进程提出了有效的技术路径。

深蓝光钙钛矿量子点设计策略及性能

本研究工作获得国家自然科学基金、柔性电子全国重点实验室重点攻关项目、江苏省创新支撑港澳台科技合作项目、江苏省基础研究计划重点项目、江苏高校优势学科、江苏省协同创新中心、江西省重点研发计划等项目的资助。

全文链接：//doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c03331

（撰稿：陈焱峰 编辑：陈宁娜 审核：谢燕楠）