향상 된 전자 주입 및 순수한 청색 양자 점 발광 다이오드 부분적으로 도입 하 여에 대 한 여 기자 감 금 산화 알루미늄 음극

복사 재결합을 피하기 위해 방사 양자 점 층에 정공과 전극을 균형 있게 주입하는 것은 양자 점 기반 발광 다이오드의 색상 순도, 안정성 및 효율성에 매우 중요합니다. 우리는 고성능 청색 양자 점 발광 다이오드를 위해 엑시톤 구속 하에서 전극 주입을 향상시키기 위해 부분적으로 산화된 알루미늄 음극을 제안했습니다. 이 기술의 주요 장점은 장치에서 추가 전자 수송 층이 감정화되지 않아 색상 순도를 보장하고 제조 공정을 단순화한다는 것입니다.

절차를 시연하는 것은 제 연구실의 대학원생인 Wenda Sun이 수행할 것입니다. 절차를 시작하려면 제곱당 약 10옴의 저항을 가진 12cm x 12cm 크기의 ITO 코팅 유리 조각을 15mm 너비의 스트립으로 자릅니다. 먼지가 없는 천과 순수 에탄올로 ITO 유리 스트립을 청소합니다.

ITO 유리를 자연 건조시키십시오. 디지털 멀티미터로 ITO 유리의 전도성 면에 결함이 있는지 확인하십시오. 표준 접착 테이프를 사용하여 ITO 유리 스트립의 중심을 따라 세로로 2mm 너비의 섹션을 덮습니다.

그런 다음 ITO 유리를 페트리 접시와 같은 얕은 내산성 용기에 넣습니다. ITO 유리 위에 아연 가루를 약 0.5mm 두께로 붓습니다. 유리와 아연 가루가 완전히 잠길 때까지 유리 위에 염산을 36 중량 %

15초 동안 에칭이 진행되도록 합니다. 그런 다음 염산 용액을 붓습니다. 즉시 에칭된 ITO 유리를 수돗물로 철저히 헹굽니다.

먼지가 없는 천으로 유리를 말리고 접착 테이프를 제거합니다. 에칭된 ITO 유리를 아세톤에 15분 동안 담그십시오. 면봉을 사용하여 ITO 유리의 접착제 잔여물을 제거합니다.

그런 다음 유리 커터로 ITO 유리를 15mm x 15mm 조각으로 자릅니다. ITO 유리 조각을 묽은 세제 용액, 수돗물, 탈이온수, 아세톤 및 이소프로필 알코올에 차례로 각각 15분 동안 초음파 처리합니다. 그 후, ITO 유리 조각을 질소 가스의 흐름으로 건조시킵니다.

조각을 섭씨 150도의 오븐에서 공기 중에서 5분 동안 더 건조시킵니다. 완료되면 건조한 조각을 공기 중에 보관하십시오. 제작하기 전에 질소로 채워진 수분이 없는 글로브 박스에 25mg의 폴리-TPD에 1ml의 오르토디클로로벤젠을 추가합니다.

혼합물을 실온에서 밤새 저어줍니다. 레이어 제작을 시작하려면 1-6 PEDOT:PSS 용액을 보관된 냉장고에서 제거하십시오. PEDOT:PSS 용액을 실온에서 20분 동안 저어줍니다.

PEDOT : PSS 용액이 저어지는 동안 자외선 오존 챔버에서 깨끗하고 건조한 ITO 유리 기판을 15 분 동안 처리합니다. 교반 및 자외선 오존 처리가 모두 완료되면 균일하게 분산 된 PEDOT : PSS 용액을 약 2 밀리리터의 주사기에 추출합니다. 주사기에 0.45마이크로미터 폴리에테르 휴대폰 필터를 장착합니다.

처리된 ITO 유리 기판을 스핀 코터 척의 중앙에 고정합니다. 여과된 PEDOT:PSS 용액을 ITO 유리에 두 방울 떨어뜨립니다. ITO 유리를 3, 000RPM에서 30초 동안 스핀 코팅합니다.

그런 다음 PEDOT:PSS 코팅 ITO 유리를 섭씨 150도에서 15분 동안 어닐링하여 30나노미터 두께의 PEDOT:PSS 필름을 얻습니다. 어닐링된 PEDOT:PSS 코팅 기판을 질소로 채워진 글로브 박스의 스핀 코터로 옮깁니다. 35 μlit의 25 milligram-over-milliliter poly-TPD 용액을 기판에 도포합니다.

3, 000 RPM에서 30 초 동안 기판을 스핀 코팅하고 섭씨 150도에서 30 분 동안 기판을 굽는 것은 40 나노 미터 두께의 폴리 TPD 필름을 얻는다. 다음으로, 글로브 박스에서 황화 아연 양자 점으로 코팅 된 4.29 밀리그램의 아연-카드뮴 설파이드를 300 마이크로 리터의 톨루엔에 단쇄 1 옥탄 티올로 덮었습니다. 스핀 코터 척의 중앙에 폴리 TPD 코팅 기판을 고정합니다.

35마이크로리터의 양자 점 용액을 기판에 적용합니다. 3, 000 RPM에서 30초 동안 기판을 스핀 코팅하여 황화아연-황화아연 양자점으로 코팅된 40나노미터 두께의 아연-카드뮴-설파이드 필름을 얻습니다. 질소로 채워진 수분이 없는 글로브 박스에 기판을 보관하십시오.

알루미늄-금속 증착 전에 그레이버와 같은 좁은 스크레이퍼를 사용하여 준비된 각 기판의 2mm 너비의 ITO 코팅 스트립에서 황화 아연 양자 점 층으로 코팅된 PEDOT:PSS poly-TPD 및 아연-카드뮴-설파이드를 긁어냅니다. 패턴이 있는 금속 마스크로 기판을 덮고 마스킹된 기판을 열 증발 챔버로 옮깁니다. 챔버가 10에서 마이너스 4파스칼 이하가 되면 초당 1옹스트롬의 속도로 10나노미터의 알루미늄을 증착하여 알루미늄 전극을 형성합니다.

알루미늄 전극 자동 산화 절차를 시작하려면 80% 질소와 20% 산소의 무수 가스 혼합물 용기에 연결된 진공 오븐에 장치를 넣으십시오. 오븐을 약 267파스칼로 올립니다. 그런 다음 무수 질소-가스 혼합물로 오븐을 3 곱하기 10으로 4 파스칼로 가압합니다.

청색 QD-LED를 얻기 위해 원하는 시간 동안 실온에서 장치를 산화시킵니다. 장치를 질소로 채워진 수분이 없는 글로브 박스에 보관하십시오. 자산화된 알루미늄 음극의 X선 광전자 스펙트럼에는 금속 알루미늄 이온, 알루미늄-3 산화물의 감마상 및 비정질 알루미나에 해당하는 세 개의 피크가 각각 장착될 수 있습니다.

시간 분해 광발광 분광법은 산화알루미늄 샘플에 의한 알루미늄에 의한 양자점이 알루미늄 샘플에 의한 양자점보다 수명이 더 길다는 것을 보여주었으며, 이는 전자 주입 개선과 산화알루미늄 샘플에 의한 알루미늄에 의한 양자점에서 비방사성 재결합의 억제에 기인합니다. 순수 알루미늄 음극이 있는 QD-LED 장치는 휘도가 낮았는데, 이는 비효율적인 전하 주입에 기인합니다. 전자 전송을 용이하게 하기 위해 15나노미터 알루미늄 Q3 층을 도입하여 휘도를 제곱미터당 1300칸델라로 향상시켰습니다.

산화 처리는 극적으로 산화의 12 시간 후에 13의 최대 발광, 평방 미터 당 002 칸델라 및 1.15 칸델라의 최대 현재 효율성을 달성하는 알루미늄 산화물 장치에 의하여 알루미늄과 더불어 장치 성과를, 개량했다. 알루미늄 산화물 장치에 의한 알루미늄은 향상된 전자 주입 및 구멍 차단 능력으로 인해 높은 전류 밀도에서 엑시트론 담금질을 억제할 수 있습니다. 알루미늄-알루미늄 산화물 장치의 방출 피크는 457.3나노미터에서 발생했으며 전체 너비 절반 최대는 21.4나노미터로 기생 전기 발광 방출이 없는 순수한 청색광을 나타냅니다.

방출은 다양한 적용된 바이어스에서 안정적으로 유지됩니다. 이 방법에 대한 아이디어를 처음 떠올린 것은 알루미늄 음극을 공기에 노출시키면 청색 QD 장치의 성능을 향상시킬 수 있다는 연구를 정독한 것에서 영감을 받았습니다. 부분적으로 산화된 음극을 사용하여 황화아연 QD-LED에 의한 청색 아연-카드뮴-황화물 코팅의 코팅된 발광을 달성했습니다.

이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 12시간 안에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 산화 시간을 엄격하게 고려해야 합니다. 이 절차에 따라 장치 성능을 더욱 향상시키기 위해 추가 전자 수송 층을 도입하는 것과 같은 다른 방법을 수행할 수 있습니다.

개발 후 이 기술은 청색 QD-LED 분야의 연구자들이 장치 성능 향상을 위해 산화된 알루미늄 음극을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 동영상을 시청한 후에는 쉽게 제어할 수 있는 산화 절차를 통해 고성능 QD-LED를 제작하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.