Cadmiumfreie blaue Quantenpunkte sind Schlüssel-Leuchtmaterialien im Bereich umweltfreundlicher Displays und gesundheitlicher Beleuchtung. Sie stehen jedoch vor zentralen Herausforderungen wie unzureichender Farbreinheit (Halbwertsbreite FWHM > 30 nm), geringer Leuchteffizienz (Photolumineszenz-Quantenausbeute PLQY < 75 %), schlechter Luftstabilität sowie komplexen Syntheseprozessen. Diese Studie stellt eine innovative Strategie vor, die synergistische Bandstrukturtechnik und Oberflächenpassivierung kombiniert. Durch präzise Konstruktion einer ZnSeTe/ZnSe/ZnSeS/ZnS Gradienten-Kern-Schale-Struktur und halogenid-assistiertem Wachstum wurden erfolgreich hochleistungsfähige, cadmiumfreie blaue Quantenpunkte hergestellt. Die vierlagige Gradientenstruktur ermöglicht einen sanften Übergang der Gitterkonstante vom Kern zur Schale und unterdrückt effektiv Gitterfehlanpassungsdefekte an der Grenzfläche; gleichzeitig adsorbieren Halogenidionen (Cl⁻) selektiv auf hochenergetischen Kristallebenen während des Wachstums, steuern das Wachstumsverhalten zur Partikelgrößenvereinheitlichung und koordinieren mit ungesättigtem Zn²⁺ an der Oberfläche zur Passivierung hängender Bindungen. Die emittierende Wellenlänge der hergestellten Quantenpunkte beträgt 460 nm, die Halbwertsbreite verengt sich auf 18 nm, die photolumineszente Quantenausbeute erreicht 92 % und der PLQY-Erhalt liegt nach 60 Tagen Luftlagerung über 80 %. Diese synergistische Strategie bietet einen universellen Ansatz zur Entwicklung umweltfreundlicher, leistungsfähiger Quantenpunkte.

Quantenpunkte; Kern-Schalen-Struktur; Halogenidregulierung; blaue Emission; High-End-Displays; gesundheitliche Beleuchtung