Kolloidale kvanteprikker har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed fra den akademiske verden og industrien på grund af deres justerbare emissionsbølgelængde, høje farverenhed, opløsningsbearbejdningsevne og fremragende lyseffektivitet. Som en fremvoksende elektroluminescensteknologi baseret på kvanteprikker er kvanteprikkers lysdioder (LED'er) blevet vigtige kandidater til fremtidige displayteknologier. I de senere år er enhedernes ydeevne blevet betydeligt forbedret gennem innovationer inden for strukturelt design, kvanteprikkersyntese, interfaceoptimering og fremstillingsprocesser. I øjeblikket overstiger den eksterne kvanteeffektivitet af enheder med rødt og grønt lys generelt 25%, mens ydeevnen af enheder med blåt lys forbliver relativt haltende, hvor enheder med rent blåt lys er særligt fremtrædende. Enheder med rent blåt lys med smal emissionslinjebredde, høj effektivitet og høj lysstyrke er nødvendige forudsætninger for at realisere ultra-high-definition-skærme i fuld farve. Imidlertid er de i øjeblikket rapporterede højeffektive enheder med blåt lys for det meste koncentreret i det himmelblå lysbånd, hvilket begrænser farveskalaen og hindrer udviklingen af ultra-high-definition-skærme med bred farveskala. Derfor er det presserende at forbedre ydeevnen af enheder med blåt lys, især enheder med rent blåt lys.
Eksisterende strategier til forbedring af ydeevnen af blå lys-enheder omfatter primært kemisk modifikation af kvanteprikkers overflade og ladningstransportlagsteknik. Førstnævnte forbedrer energiniveaujustering og bærermobilitet ved at optimere overfladekemien af kvanteprikker: for eksempel fremmer propanthiol-modificerede kvanteprikker ladningstransport og injektionsbalance gennem kortkædede ligander, hvilket opnår højeffektive blå lys-enheder. Sidstnævnte opnår en mere afbalanceret bærerinjektion ved at modulere ladningstransportlaget: for eksempel ved at konstruere endimensionelle transportkanaler i et tværbundet hultransportlag for at forbedre hultransporten eller ved at bruge tin-dopet zinkoxid til at erstatte zinkoxid-elektrontransportlaget for at undertrykke elektronoverinjektion. Derudover bruges isolerende polymerer og andre materialer ofte som grænsefladelag mellem elektrontransportlaget og kvanteprikker for at afhjælpe elektronoverinjektion. Sammenlignet med elektrontransportlag- og grænsefladelagteknik, som primært forbedrer ladningsbalancen ved at undertrykke elektroninjektion, opnår hultransport-/injektionslagteknik typisk ladningsbalance ved at forbedre hulinjektionen og er mere tilbøjelig til samtidig at forbedre enhedens lysstyrke og effektivitet.
Eksisterende forskning fokuserer primært på modifikation af enkeltfunktionelle lag, hvilket gør det vanskeligt at opnå høj lysstyrke og høj effektivitet samtidig. Synergistisk modulering af funktionelle lag forventes at overvinde nuværende begrænsninger og give en ny teknologisk vej til højtydende blå lysenheder.
Et team ledet af Zhai Guangmei ved Taiyuan University of Technology udviklede en simpel og effektiv behandlingsstrategi med dobbelt mål for lithiumchlorid til at forbedre ydeevnen af enheder, der udsender rent blåt lys, ved samtidig at modificere kvanteprikkemessende laget og hulinjektionslaget. Denne strategi optimerer ikke kun overfladekemien af kvanteprikkerne og deres energiniveaumatchning med transportlaget, hvilket reducerer grænsefladefluorescensdæmpning, men forbedrer også ledningsevnen, transmittansen og hulinjektionseffektiviteten af hulinjektionslaget. Den behandlede enhed med rent blåt lys opnåede en peakbølgelængde på 461 nm, en emissionslinjebredde på 19 nm, en maksimal luminans på 27210 cd/m², en maksimal effekteffektivitet på 8,83 lm/W, en maksimal strømeffektivitet på 10,10 cd/A og en peak ekstern kvanteeffektivitet på 23,44%, hvilket overgik ubehandlede og enkeltmålsbehandlede enheder betydeligt. Dette arbejde demonstrerer effektiviteten af synergistisk modifikation af funktionelle lag til at forbedre enhedernes ydeevne og giver en mulig vej til fremstilling af højtydende enheder med rent blåt lys.
