量子点作为半导体纳米晶体具有荧光量子产率高、发射光谱连续可调、发光半高峰宽窄、光化学稳定性高等特点，被广泛应用于发光二极管。其中，白光量子点发光二极管(QLEDs)在显示和照明领域具有巨大的应用前景。通过逐层沉积红、绿、蓝三种量子点薄膜作为发光活性层是实现白光QLEDs的一种有效手段，然而，目前常用的叠层策略多为添加阻挡层、有机聚合物和静电表面处理等，都会在一定程度上限制量子点薄膜的光电性能，不利于开发高性能器件。因此，开发一种利用层层组装的方法沉积高质量的多层量子点薄膜对制备高效的白光QLEDs至关重要。
苏州大学功能纳米与软物质研究院孙宝全课题组从CdSe/ZnS量子点表面有机配体的羧基和氨基官能团化学极性入手，根据软硬酸碱理论，利用盐酸中游离的氢离子来质子化量子点表面羧基、氨基类脂肪族有机配体，使长链有机表面配体从量子点表面脱附，从而实现短链无机阴离子和长链有机配体的交换。结果表明，无机阴离子的加入改变了量子点薄膜的极性，使量子点薄膜表现出不溶于分散量子点的非极性溶剂的特性，因此可以通过溶液法依次沉积多层量子点薄膜。值得注意的是，适量的无机酸处理的量子点薄膜，不仅不会腐蚀量子点的本征结构，而且可以有效地钝化量子点表面缺陷，抑制非辐射复合损失，提高量子点薄膜的发光效率。此外，由于长链有机绝缘配体被置换为导电性能更好的短链无机阴离子，即减少了电子和空穴之间的传输距离，可以在一定程度上增强了载流子的复合效率，有利于QLEDs器件的电致发光效率的提升。因此，基于盐酸处理制备的多层薄膜白光QLEDs的电流效率高达18.9 cd A-1 (EQE为9.1%)，是目前已报道的此类白光器件的最高效率，证明其作为高质量的照明技术和理想的背光应用的潜在价值。更有趣的是，利用浓盐酸的挥发特性，可以通过挥发的HCl分子图案化量子点发光薄膜，为实验量子点全彩显示提供了新思路。
总而言之，质子酸触发的量子点表面配体交换策略不但可以有效提高量子点薄膜的光电性能，而且也使得制备多层高质量的量子点薄膜变得简单易行，对构建具有成本效益的白光叠层器件以及调控量子点表面配体工艺提供了一种简单有效的方法。
论文信息：
In Situ Ligand-Exchange in Solid Quantum Dots Film Enables Stacked White Light-Emitting Diodes
Zhiwei Hong, Yatao Zou*, Yajuan Li, Lei Cai, Zhewei Chen, Jiaqing Zang, Guilin Bai, Ya Li, Jiangyu Chen, Yanfei Wu, Conghui Jiang, Tao Song*, Baoquan Sun*
15083844965