通过锰掺杂实现蓝绿色Zn-Cu-Ga-S量子点的可调谐发射及其电致发光

摘要： 基于发射蓝光的Zn?Cu?Ga?S（ZCGS）/ZnS/ZnS双壳层量子点（QDs），通过表面吸附和晶格扩散实现了不同Mn/Cu浓度下Mn掺杂进入ZCGS基质。所得双壳层Mn掺杂ZCGS（ZCGS:Mn）量子点同时展现出明显的Mn2? 4T??6A?发射（源于有效的晶格掺入）以及基质带隙态相关的自由-束缚复合和施主-受主对（DAP）复合发射。Mn发射在整体光致发光（PL）中的相对贡献始终与其浓度成正比，从而实现从蓝光、白光到红白色可调的PL。无论是否掺杂Mn及其浓度如何，所有量子点均保持74?79%的高PL量子产率（QY）。这些未掺杂和掺杂量子点随后被用作全溶液法制备QLEDs（采用混合电荷传输层）的发光层（EML），并比较其电致发光（EL）。与未掺杂量子点相比，掺杂类似物导致EL与PL出现巨大光谱差异，特别是Mn2? EL几乎完全猝灭。这一意外现象主要通过考虑当前QLED的能量排列导致的量子点EML载流子注入不平衡，以及注入空穴在量子点带隙态的快速捕获来解释。