Nature Nanotechnol：双重配体修饰量子点表面

纳米技术

2022-08-22

胶体量子点由于较窄的光谱宽度和接近100 %的荧光效率，因此在大量的光子学应用上具有非常突出的价值，但是在保证不会损失光学或者传输性能的条件中，将荧光量子点薄膜组装为光学器件仍具有非常大的挑战。

有鉴于此，成均馆大学Wan Ki Bae、西江大学Moon Sung Kang、电子与通信研究所Chan-mo Kang等报道通过光交联配体和分散配体的双重配体钝化策略，将量子点转变为具有适配溶液图案化处理的材料。

通过对两种配体的结构进行控制，这种双重配体修饰的量子点能够通过商用的光刻（i-line）或喷墨打印过程以15000 PPI的分辨率在不同基底上进行直接图案化打印，同时保证不损坏量子点的光学性质或者器件的光电性能。进一步的，作者还展示了这种量子点LED器件的应用。

由于这项研究的重要意义，中科院宁波材料技术与工程研究所钱磊等对这项工作进行评述和总结。

本文要点:

（1）

背景。单分散的胶体量子点最初于1993年被合成，而且展示了优异的物理性质和化学性质，比如与大小有关的窄荧光波长、可控的电子传输和表面态调控能力。在胶体量子点的各种潜在应用中，LED是商用化前景最广阔的技术。目前的胶体量子点能够达到接近100 %的荧光量子效率（PLQY），相应的QLED器件能够达到非常高的接近理论极限的外量子效率。但是，将量子点进行阵列化的排列仍非常困难，这是QLED商用化面临的主要挑战和难点。

（2）

目前，喷墨打印和转印是制备大面积器件过程中运用最广的技术，但是这两种技术在应用于量子点材料的过程中，将产生边界结构难以控制的问题，尤其是对于尺寸较小的量子点。因此，具有高精度的光刻技术被尝试用于量子点阵列的制备。2017年，人们首次报道将无光刻胶的直接光刻技术应用于原位配体反应生成功能无机纳米材料像素。

（3）

新发展。在这项工作中，作者基于二苯甲酮开发了一系列光交联配体，因此得到具有光敏感性的量子点，同时避免使用添加剂。通过将光交联配体与分散性配体以特定的比例对量子点进行修饰，得到“双重配体钝化体系”，实现了一种非破坏性的直接量子点图案化处理方法，这种图案化过程能够避免损失光学性质或者载流子传输性质。

参考文献

Hahm, D., Lim, J., Kim, H. et al. Direct patterning of colloidal quantum dots with adaptable dual-ligand surface. Nat. Nanotechnol. (2022)

DOI: 10.1038/s41565-022-01182-5

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01182-5

Fan, J., Qian, L. Quantum dot patterning by direct photolithography. Nat. Nanotechnol. (2022)

DOI: 10.1038/s41565-022-01187-0

https://www.nature.com/articles/s41565-022-01187-0