В преддверии выставки CES в Лас Вегасе, где Samsung намерен показать новое поколение QLED-телевизоров, компания постепенно выдает все больше подробностей о технологиях, применяемых в них. В частности, появилось больше информации о том, каким образом удалось увеличить эффективность квантовых точек. Напомним, что мы уже писали об исследованиях двух сотрудников Samsung на эту тему.
Основной проблемой в увеличении эффективности светоизлучающих нанокристаллов с эффектом квантовых точек оставался процесс, называемый несветоизлучающей рекомбинацией Оже — в честь французского физика, открывшего это явление. При этом процессе энергия от рекомбинации электронов и дырок (вакансий) в полупроводнике уходит другим молекулам и во внешнюю среду, от чего фотоны не высвобождаются и эффективность квантовых точек снижается почти до нуля.
Вон и ее коллеги разработали инновационный метод синтеза квантовых точек без использования тяжелых металлов. Эти квантовые точки состоят из однородного ядра из фосфида индия, толстой внутренней оболочки из селенида цинка и тонкой внешней оболочки из сульфида цинка. Методика включает в себя два последовательных этапа выращивания ядра: добавление плавиковой кислоты для травления окисленной поверхности ядра во время роста начальной оболочки из селенида цинка и высокотемпературный рост селенида цинка при 340 °C.
Полученные квантовые точки имеют исключительно симметричную сферическую форму, что является одним из условий для получения потенциала мягкого удержания. Любое углубление или острый угол на поверхности или на границе ядра/оболочки приводит к увеличению скорости неизлучающей оже-рекомбинации. Заряженность квантовых точек или глубокие дефекты также могут привести к такому усилению.
Авторы обнаружили, что толстая оболочка из селенида цинка подавляет оже-рекомбинацию, и предположили, что поверхность раздела при использовании такой оболочки исключительно гладкая, а сама оболочка из селенида цинка не имеет кристаллических дефектов, называемых дефектами упаковки. Собственный квантовый выход фотолюминесценции этих квантовых точек при этом составляет 100%.