南方科技大學(xué)電子與電氣工程系副教授陳樹明課題組研究發(fā)現(xiàn)量子點發(fā)光二極管（QLED）上轉(zhuǎn)換電致發(fā)光（electroluminescence, EL）的物理機制。該團隊通過精確控制 QLED 工作的環(huán)境熱能以及理論分析指出，熱能輔助的熱電子發(fā)射是 QLED上轉(zhuǎn)換EL 的關(guān)鍵機制。相關(guān)研究以“Thermal assisted up-conversion electroluminescence in quantum dot light emitting diodes"為題發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）。

作為一個電光轉(zhuǎn)換器件，QLED把電子轉(zhuǎn)換為光子，根據(jù)能量守恒定律，注入電子的能量必須大于或等于發(fā)射光子的能量，即須滿足： （其中為驅(qū)動電壓，。因此QLED的啟亮電壓須滿足。然而，大部分QLED的啟亮電壓，如對于一個發(fā)射2.0 eV光子的紅光QLED，其啟亮電壓往往低至1.6 V。這個現(xiàn)象被稱為上轉(zhuǎn)換EL或亞帶隙啟亮（sub-bandgap turn on），其背后的物理機制尚存爭論。被研究者們廣泛討論的工作機理有：俄歇輔助能量上轉(zhuǎn)換、庫侖吸引力作用以及電場輔助的熱電子發(fā)射等。陳樹明課題組在現(xiàn)有報道的研究基礎(chǔ)之上，以全新的實驗論證和詳實的理論分析得出結(jié)論：QLED 中上轉(zhuǎn)換 EL 的主導(dǎo)機制為熱能輔助的熱電子發(fā)射。

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