——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　浙江大学高新材料化学中心彭笑刚课题小组和金一政课题小组经过2年合作攻关，实现了一种新型量子点发光二极管（QLED）。其制备方法基于低成本、易于大规模生产的溶液工艺，其器件综合性能超越了已知的所有溶液工艺制备的红光LED器件。研究结果已经在2014年11月6日的Nature报道。该工作验证了QLED的实用性，预示着有可能以QLED为基础，实现两个重大产业——照明与显示——的技术升级。

　　发光二极管（LED）是现阶段照明与显示技术的核心器件。市场广泛采用氮化镓LED配合稀土荧光粉的产品。氮化镓LED的制造依赖于与衬底严格晶格匹配的外延生长，需要高真空、超高纯度原料、高电能消耗，这导致了产品的高成本。1979年发明的有机LED（OLED），其制备基于真空热蒸镀或溶液加工。人们因此寄希望OLED大大减低产业成本，从而成为新一代照明与显示的核心器件。但OLED的发光中心是有机分子，其热稳定性和化学稳定性是一个难题，导致的直接结果是产品良率低，大面积器件无法实现，器件封装要求苛刻。这些因素推高了OLED产品的实际成本。

　　溶液量子点是溶液中合成、加工的无机半导体纳米晶，兼有“溶液-晶体（半导体）”二元性质。采用这种无机晶体作为高效发光中心，QLED可能结合前两代LED的优势。但是，经过了20年的不懈努力，QLED的综合性能——包括效率、寿命、加工工艺——还远远落后于人们的期待。其原因包括量子点材料与LED器件适配性和QLED器件特殊结构两个方面。

　　彭笑刚课题组长期聚焦于量子点合成化学研究，最近实现了为QLED设计并“量身定制”量子点。通过与金一政课题组紧密合作，对QLED结构特性进行了独到剖析，从而找到了解决困扰该领域20年的难题——载流子平衡注入——的方法。该方法在器件中插入超薄绝缘层，从而把QLED红光器件的电光转化效率提高到了接近理论极限的水平，并把器件寿命（>100,000小时，初始亮度100 cd m^-2）和大功率器件效率推进到了实用水平。

　　该研究得到了国家自然科学基金重点（化学科学部）和面上项目（工程与材料科学部）资助。苏州纳米所陈立桅教授参与了薄膜AFM表征工作，南京工业大学王建浦教授参与了器件性能分析，纳晶科技股份有限公司提供了用于QLED的量子点配体方案，苏州大学廖良生教授为器件提供了交叉测试。目前，以浙江大学为核心的交叉研究团队，正致力于研究新型QLED器件的基本科学问题、发展不同颜色的高性能器件。同时，通过与产业伙伴纳晶公司合作，大力推动该类具有自主知识产权的器件的产业化，力争为中国取得在新一代照明与显示产业中的领先地位。