Quantum-Dot-Leuchtdioden (Quantum Dot Light Emitting Diodes, QLED) zeigen aufgrund ihres schmalen Emissionsspektrums, des großen Farbraums, der hohen Helligkeit und des niedrigen Energieverbrauchs große Anwendungspotenziale in aufstrebenden Bereichen wie hochauflösenden Displays und Augmented Reality. Die Leuchteffizienz und Stabilität blauer Geräte sind jedoch deutlich geringer als die roter und grüner Geräte, was die Entwicklung von Vollfarbanzeigen begrenzt. Diese Studie schlägt eine Synthesestrategie basierend auf einem ZnSe-Hauptkörper unter Einführung von Cd-Ionen zur Emissionssteuerung vor. Durch die schnelle Injektion von Cd²⁺ bei hohen Temperaturen wird ein Ionenaustausch realisiert, wodurch erfolgreich CdZnSe-Kern-Quantenpunkte (QDs) mit einer Emissionsspitze bei 469 nm und einer Photolumineszenz-Quantenausbeute (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) von 79 % hergestellt wurden. Auf den Kern-QDs wurde eine mehrschichtige ZnSe/ZnSeS/ZnS-Schale epitaktisch aufgewachsen, wodurch Oberflächenfehler effektiv passiviert, die Strukturstabilität erhöht und die nicht-strahlende Rekombinationsrate deutlich verringert wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass der Emissionspeak der QDs nach Beschichtung mit den mehrschichtigen Schalen stabil bei 463 nm liegt, die PLQY auf 92 % erhöht wird und eine reine blaue Emission gezeigt wird; die mit diesen QDs gebauten QLED-Geräte erreichen eine maximal externe Quanten-Effizienz von 18,5 % und eine maximale Helligkeit von 6,34×10⁴ cd/m². Diese Strategie ermöglicht durch die synergistische Wirkung von Ionenaustausch und mehrschichtiger Passivierung leistungsstarke QLED-Geräte mit hoher PLQY und stabiler Emission im reinen Blau-Bereich und bietet eine effektive Methode zur effizienten Herstellung von tiefblauen QDs.

Quantenpunkt-Leuchtdioden; reine blaue Emission; Ionenaustausch; Kern/Schalen-Struktur