Prof. Jong-Soo Lee och hans forskargrupp från Institutionen för energivetenskap och teknik, DGIST, utvecklat en grönstrålande Cd-fri kvantpunktssyntesteknologi med hög färgåtergivningshastighet. Det nyutvecklade quantum dot-materialet förväntas användas i olika fotoelektriska enheter, inklusive nästa generations skärmar som AR/VR.

Quantum dots (QDs) är halvledarnanopartiklar i nanostorlek som är så små som tiotusendels storleken på ett människohår. Särskilt, den har en hög färgåtergivningsprestanda och återger naturliga färger, vilket gör den lämplig för sin tillämpning i högt dynamiskt omfång (HDR), som används i ultrahögupplösningsskärmar. Dessutom, materialet har högre färgrenhet och fotostabilitet än andra självlysande material, framstår som det nya materialet för olika fotoelektriska enheter, inklusive nästa generations skärmar.

Färgåtergivningsprestandan för QD:er förbättras när hela bredden vid halvmaximum (FWHM) av den ljusemitterande våglängden för QD blir mindre. Dessutom, före utvecklingen av den föreslagna tekniken, den tekniska gränsen för FWHM för fotoluminescenta (PL) toppar för de grönemitterande Cd-fria QD:erna var 35nm.

Prof. Jong-Soo Lee och hans team använde en uppvärmningsprocess för att optimera syntesen av InP-baserade QDs, och använde zinkklorid (ZnCl2) och oktanol(1-oktanol) för stabilisering av QD-ytan och lyckades reducera FWHM för QD PL-toppar till mindre än 33nm.

Förutom att uppnå 80 % kvanteffektivitet (QE), forskargruppen lyckades också säkra samma nivå av stabilitet som de befintliga QDs, som hjälpte till att lösa problemet med kvanteffektivitetsförluster och minskning av stabilisering.

Prof. Lee sa, "Studien visade att Cd-fria kvantprickar kan ha FWHM av PL-toppar mindre än 30nm, som var känd som den tekniska gränsen innan den föreslagna tekniken introducerades. Genom uppföljande studier, vi hoppas kunna utveckla miljövänliga QDs med FWHM av PL-toppar mindre än 30 nm samt QE nära 100 %, på så sätt bidra till nästa generations displayer och relaterade industrier."

Under tiden, forskningen stöddes av Mid-career Researchers Support Project finansierat av National Research Foundation of Korea och av forskargruppen för Hyper-connected Future Device Valleytronics, Pre-CoE-projekt, DGIST. Verket publicerades i Materialkemi .