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研究进展

研究进展

申怀彬教授受邀在Nano Letters创刊25周年纪念专刊发表观点文章

来源: 河南大学纳米科学与材料工程学院    日期:2025-10-14   浏览次数:

近日,为庆祝国际纳米材料领域旗舰期刊Nano Letters创刊25周年,我院申怀彬教授应主编Teri W. Odom教授邀请,在该刊纪念专刊上发表了题为“From Spark to Flame: Initial Discoveries and Enduring Pursuits in QD-LED Research”的观点文章(Viewpoint)(Nano Lett. 2025, 25, 38, 13972-13974)。此项邀稿是对申怀彬教授及其团队在量子点发光二极管(QD-LED)领域所作开创性贡献与持续学术影响力的高度认可。

论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c04032

作为国内QD-LED研究的开拓团队之一,申怀彬教授团队的奠基性工作于2015年发表于Nano Letters(Nano Lett. 2015, 15, 1211-1216)。该研究通过原创的量子点制备技术与表面工程策略,在国际上首次实现了外量子效率超过10%的蓝色QD-LED,创下当时的效率世界纪录。截至目前,该论文已被引用400余次,并连续十年入选ESI高被引论文,成为量子点及其发光器件领域的经典参考文献。这一突破性成果,不仅为当时陷入瓶颈的蓝光QD-LED效率问题提供了关键解决方案,更确立了 “载流子行为调控” 这一贯穿团队后续研究的核心理念,为其系统性创新提供了理论主线。

在这一核心学术思想指导下,申怀彬教授团队陆续取得多项重要进展:通过开发新型配体与精准调控核壳结构,实现了高性能Cd基绿光与InP基红光器件;借助能级工程与硒贯穿策略,攻克了QD-LED高亮度与高效率难以兼顾的业界难题。近期,团队进一步发展出大尺寸全梯度量子点制备新技术,提出“核-壳界面元素连续渐变”策略,建立“载流子快速复合模型”,显著提升了低电压下的发光亮度,并将生热速率降低60倍;通过量子点偶极与空穴简并态调控,实现了发光层有序组装与取向发光,突破了传统QD-LED外耦合效率极限(20%~25%),将红、绿光器件效率分别提升至35%34%,为开发低生热、高效、高亮新型器件开辟了新路径;通过引入厚ZnSe中间壳层抑制电子泄漏,研制出外量子效率达26.68%、寿命1241小时(T95@1000 cd/m2)的破纪录InP绿光QD-LED。在蓝光QD-LED方面,团队通过器件结构优化促进载流子高效复合,不断刷新蓝光器件的效率与寿命纪录;通过揭示器件衰减机制并引入创新缓冲层,实现了效率达23%、寿命超过5200小时的纯蓝光器件,其寿命达到国际领先水平的近3倍。相关成果已在Nature、Nature Photonics、Nature Nanotechnology、Nature Communications等顶级期刊发表,形成了从基础材料、器件物理到工艺优化的全链条创新体系,为量子点显示技术的商业化奠定了坚实基础。

2023年诺贝尔化学奖授予“量子点的发现和合成”的三位科学家,印证了该领域的巨大科学价值与发展潜力。在Nano Letters创刊25周年的里程碑时刻,申怀彬教授受邀发表观点文章,不仅是对其个人学术成就的肯定,更是我校在纳米光电前沿领域基础研究实力与国际影响力的集中体现,标志着中国科研正实现从原始创新到持续引领的跨越。

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