A kolloidális kvantumpöttyök jelentős figyelmet kaptak az akadémiai és ipari szférában hangolható emissziós hullámhosszuk, magas színtisztaságuk, oldatban feldolgozhatóságuk és kiváló fényhasznosításuk miatt. A kvantumpöttyökön alapuló, feltörekvő elektrolumineszcencia technológiaként a kvantumpöttyök fénykibocsátó diódák (LED-ek) fontos jelöltjeivé váltak a jövőbeli kijelzőtechnológiák számára. Az elmúlt években a szerkezeti tervezés, a kvantumpötty-szintézis, az interfész-optimalizálás és a gyártási folyamatok terén elért innovációknak köszönhetően az eszközök teljesítménye jelentősen javult. Jelenleg a vörös és zöld fényű eszközök külső kvantumhatásfoka általában meghaladja a 25%-ot, míg a kék fényű eszközök teljesítménye viszonylag elmarad, a tiszta kék fényű eszközök különösen kiemelkedőek. A keskeny emissziós vonalszélességű, nagy hatásfokú és nagy fényerejű tiszta kék fényű eszközök szükséges előfeltételei a teljes színű, ultra-nagy felbontású kijelzők megvalósításának. A jelenleg jelentett nagy hatásfokú kék fényű eszközök azonban többnyire az égszínkék fénysávban koncentrálódnak, ami korlátozza a színskálát és akadályozza a széles színskálájú, ultra-nagy felbontású kijelzők fejlesztését. Ezért sürgősen javítani kell a kék fényű eszközök, különösen a tiszta kék fényt kibocsátó eszközök teljesítményét.
A kék fényt előállító eszközök teljesítményének javítására szolgáló meglévő stratégiák főként a kvantumpöttyök felületi kémiai módosítását és a töltésszállító réteg tervezését foglalják magukban. Az előbbi a kvantumpöttyök felületi kémiájának optimalizálásával javítja az energiaszintek összehangolását és a töltéshordozók mobilitását: például a propántiollal módosított kvantumpöttyök rövid szénláncú ligandumokon keresztül elősegítik a töltésszállítást és az injektálási egyensúlyt, nagy hatékonyságú kék fényt előállító eszközöket eredményezve. Az utóbbi a töltésszállító réteg modulálásával ér el kiegyensúlyozottabb töltéshordozó-injektálást: például egydimenziós transzportcsatornák kialakításával egy térhálósított lyukszállító rétegben a lyukszállítás fokozása érdekében, vagy ónnal adalékolt cink-oxid használatával a cink-oxid elektronszállító réteg helyett az elektron túlinjektálás elnyomása érdekében. Ezenkívül szigetelő polimereket és más anyagokat gyakran használnak határfelületként az elektronszállító réteg és a kvantumpöttyök között az elektron túlinjektálás enyhítésére. Az elektronszállító réteg és a határfelületi réteg tervezésével összehasonlítva, amely főként az elektroninjektálás elnyomásával javítja a töltésegyensúlyt, a lyukszállító/injektáló réteg tervezése jellemzően a lyukinjektálás fokozásával éri el a töltésegyensúlyt, és nagyobb valószínűséggel javítja egyidejűleg az eszköz fényerejét és hatékonyságát is.
A meglévő kutatások többnyire egyetlen funkcionális réteg módosítására összpontosítanak, ami megnehezíti a nagy fényerő és a nagy hatékonyság egyidejű elérését. A funkcionális rétegek szinergikus modulációja várhatóan leküzdheti a jelenlegi korlátokat, és új technológiai utat nyit a nagy teljesítményű kék fényű eszközök számára.
A Taiyuani Műszaki Egyetemen Zhai Guangmei vezette csapat egy egyszerű és hatékony, kettős célpontú lítium-klorid kezelési stratégiát fejlesztett ki a tiszta kék fényt kibocsátó eszközök teljesítményének javítására a kvantumpötty-kibocsátó réteg és a lyukbefecskendező réteg egyidejű módosításával. Ez a stratégia nemcsak a kvantumpöttyök felületi kémiáját és energiaszintjüknek a szállítóréteggel való illeszkedését optimalizálja, csökkentve a határfelületi fluoreszcencia kioltást, hanem javítja a lyukbefecskendező réteg vezetőképességét, áteresztőképességét és lyukbefecskendezési hatékonyságát is. A kezelt tiszta kék fényt kibocsátó eszköz 461 nm csúcshullámhosszt, 19 nm emissziós vonalszélességet, 27210 cd/m² maximális fénysűrűséget, 8,83 lm/W maximális energiahatékonyságot, 10,10 cd/A maximális áramhatékonyságot és 23,44%-os külső kvantumhatékonyságot ért el, ami jelentősen felülmúlta a kezeletlen és az egyetlen célponttal kezelt eszközöket. Ez a munka bemutatja a funkcionális rétegek szinergikus módosításának hatékonyságát az eszközök teljesítményének javításában, és megvalósítható utat kínál nagy teljesítményű, tiszta kék fényt kibocsátó eszközök gyártásához.
