能隙調控下銀摻雜量子點發光機理的研究
前言：雜質摻雜是一種有前途的政策，可以使膠體納米晶體展現出新的光學、催化和電子特性。然而，貴金屬摻雜納米晶體（NMD-NCs）的一些重要性質仍然未知。本文介紹了NMD-NCs的電緻發光（EL）原理。
通過将銀雜質摻入硒化镉膠體量子阱（CQWs）中，實作了雙發射發射器，并報道了亮度為1,339 cd m−2的發光二極管（LED）。
能隙工程方案可以管理激子複合，進而實作可調的EL發射（例如，摻雜物發射從606 nm調至761 nm）。
由于其尺寸、形狀群組成依賴的發射、光穩定性和高熒光量子産率（PLQY），膠體納米晶體（NCs）在光電應用中具有巨大的潛力，包括太陽能電池、雷射器、生物标記和發光二極管（LEDs）。
為了追求具有新光學、催化和電子性質的NCs，提出了雜質摻雜政策（例如錳[Mn]、銅[Cu]、钴[Co]和铕[Eu]摻雜）。
雜質摻雜是一種有意将雜質原子或元素離子（例如過渡金屬、堿金屬、稀土和镧系雜質）并入半導體晶格中，賦予更多電荷（即p型摻雜的空穴，n型摻雜的電子）。
除了零維（0D）QDs外，二維膠體量子阱（CQWs）也被視為一種新的光電NCs族。由于CQWs隻在垂直方向上具有強量子限制，已經實作了許多獨特的厚度依賴的光學特性，包括極窄的光譜、抑制的不均勻發射展寬、巨大的振子強度和大的線性/非線性吸收截面。
Cu摻雜的CQWs在各種光電應用中具有巨大的潛力。基于這些事實，通過摻雜的CQWs可以了解貴金屬雜質在NCs中的電緻發光效應。
未摻雜的量子阱薄膜具有最高的光緻發光量子效率（PLQY），為43%。而摻雜的量子阱薄膜的PLQY從72%到85%不等，其中包括激子發射和摻雜物發射的不同貢獻。
随着摻雜前體量的增加，實際的銀摻雜濃度也會增加。但是，在一定的摻雜量之後，進一步增加摻雜前體會降低主體量子阱薄膜中實際摻雜值。
在添加120微升前體之前，摻雜發射及其相關的PLQY貢獻在增加，而激子發射的貢獻和PLQY則不斷降低。進一步增加摻雜前體量，直至160微升，PLQY從79%增加至85%。然而，導緻這種高PLQY的最大貢獻來自激子發射（高達約95%）。
例如，在顯示高綠色激子發射的樣品中，銀摻雜離子可能被吸附在表面位點上，進而降低非輻射衰減發射，而在顯示高摻雜發射貢獻的樣品中，摻雜離子可能被摻雜到取代位點上，進而導緻有效的Stokes位移發射。
由于存在多種Ag狀态，如果能夠進行能隙工程（例如引入适當的HOMO的HTLs），來自HTL的空穴主要可以定位在故意的狀态上。
考慮到Ag+發射源自于激子從Ag狀态處的空穴和CdSe導帶的電子重新組合的現象，Ag+發射可以被調節。
如果激子從位于Ag中等或更高的狀态的空穴與CdSe導帶的電子重新組合，則Ag+發射将會發生紅移，因為CdSe導帶和中等/高Ag狀态之間的能隙比CdSe導帶和低Ag狀态之間的能隙減小。
通過對能隙工程的研究，成功實作了激子和雜質引起的發光的調控。不同的HOMO能級與Ag摻雜态相近的HOMO層材料可有效地調節雜質的發光波長從橙紅色的606 nm到近紅外的761 nm。
為了全面了解能隙工程對Ag摻雜CQW的電緻發光的影響，使用了幾個具有适當HOMO的HTL。為了進一步确認Ag摻雜CQW-LED的工作機制，N，N'-二咔唑基-3,5-苯并（mCP）被用作HTL來開發CQW-LED。
器件D4的Ag+發射峰應與器件D2的Ag+發射峰相同，因為器件D4中的Ag+發射也主要歸因于來自CdSe導帶的電子與低Ag狀态處的空穴的激子再組合。
結論：綜合研究了貴金屬摻雜的納米晶體發光器件，以Ag摻雜CdSe CQWs為例，得到了多方面的電緻發光效應研究結果。在0.8% Ag摻雜濃度下，LED器件的最大亮度可達1339 cd m-2，超過了以往基于雜質發光以及僅以核心為基礎的CQW-LEDs。
成功地制備了基于CQWs的有機-無機混合白光LED，其CRI高達82，并實作了柔性CQW-LED。這些發現不僅是揭示了NMD-NCs的電緻發光性質的第一步，可以拓展到其他貴金屬雜質。
也為NMD-NCs作為一種新型電子材料在其他電緻發光應用（例如交流薄膜EL器件、發光場效應半導體）方面鋪平了道路。
