中国科学院2008年1月9日报道 在科技部973项目和国家自然科学基金委创新群体和重点项目的支持下，中科院化学所有机固体院重点实验室的科研人员与美国Ocean NanoTech公司以及美国宾州州立大学合作，在半导体量子点发光二极管(QD-LED)的研究方面取得重要进展，研究成果发表在最新一期Nature Photonics上(Nature Photonics, 2007, 1: 717-722)。
化学所有机固体室的研究人员使用美国Ocean NanoTech公司制备的高质量的具有核壳结构的CdSe/ZnS和CdSe/CdS/ZnS纳晶量子点，同时使用聚三苯胺(poly-TPD)为空穴传输层、八羟基喹啉铝(Alq3)为电子传输层，通过调节量子点尺寸以及通过器件结构和各层厚度的优化，制备了可发红、橙、黄、绿四种颜色光的QD-LED器件(图2)，其最大亮度分别达到9064 (红光)、3200(橙光)、4470(黄光)和3700(绿光)cd/m2，分别为各色光QD-LED文献报道的最高值。同时，这些QD-LEDs还具有较低的启亮电压(3-4V)、改进的效率(1.1-2.8 cd/A)、高的色纯度(电致发光谱半峰宽30nm左右)和较长的工作寿命。
QD-LED具有与聚合物发光二极管(PLED)类似的器件结构(图1)和可溶液加工的特点，其发光层由半导体量子点(QDs)胶体溶液旋涂制成，因而具有与PLED同样的制备过程简单、成本低、可制成柔性器件等优点。同时，QD-LED与PLED相比，还具有发光色纯度高(发光半峰宽窄)、发光颜色可通过控制量子点尺寸大小进行调节等突出优点。除此之外，QD-LED还是半导体纳晶的一个重要应用领域。因此，对QD-LED的研究引起了薄膜电致发光器件和半导体纳晶研究工作者的极大关注。
QD-LED器件结构：(a) 半导体量子点的的结构及其胶体溶液的荧光照片；(b) 红光QD-LED各组分的能级结构；(c) PEDOT、poly-TPD和Alq3的分子结构
QD-LED的I-V和L-V曲线（左图，插图为器件结构）和电致发光光谱（右图，插图为器件的照片）。
关于半导体量子点发光二极管(QD-LED) 纳米晶体发光二极管
利用半导体材料制造的发光二极管寿命很长，能耗只有普通灯泡的五分之一，已经应用于交通信号灯等设备。但它们倾向于发蓝光，要得到白光必须经过转换，这便降低了效率。为了解决这个问题，人们将半导体材料制造成微小的纳米晶体，这类晶体称为“量子点”，调整其尺寸就能改变它们发出的光的颜色。
但是，纳米晶体表面需要涂一层有机分子，这会阻碍外来电子刺激量子点发光。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家将硒化镉量子点放置在一种称为“量子阱”的设备上，利用量子阱为媒介间接刺激量子点发光。量子阱有着三明治一样的结构，中间是很薄的一层半导体膜，外侧是两个隔离层。用激光朝量子阱闪一下，可以使中间的半导体层里产生电子和带正电的空穴。通常情况下，电子会与空穴结合，放出光子。科学家将量子阱的上层制造得特别薄，厚度不足30埃（１埃为一百亿分之一米），这样就可迫使中间层产生的电子与空穴结合时，以变化的电场而不是光子的形式释放能量。电场的作用使邻近的量子点中产生新的电子和空穴，从而令它们结合并放出光子。
粗略计算表明，该方法能使发光二极管的效率比目前的产品高出一倍，可用于制造亮度更高、能耗更低、寿命更长的显示设备、交通信号灯和室内照明灯等。
