東南大學(xué)陶立團隊在全色氮化硼量子點及其柔性顯示研究取得新突破

近日，東南大學(xué)青年首席教授陶立團隊與合作者率先實現(xiàn)了具有熱穩(wěn)定性的全色氮化硼量子點及其柔性顯示應(yīng)用，相關(guān)研究成果“Efficient Full-Color Boron Nitride Quantum Dots for Thermostable Flexible Displays”以東南大學(xué)作為第一單位發(fā)表于納米領(lǐng)域國際權(quán)威期刊ACS Nano。

氮化硼是繼石墨烯之后具有里程碑意義的層片二維材料，具有優(yōu)良的電絕緣性、極好的抗氧化性、良好的生物相容性及低毒性等特點，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件、絕緣熱管理、生物醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域。研究表明，將二維寬帶隙氮化硼“裁剪”成零維量子點可以實現(xiàn)前所未有的發(fā)光性能。然而相關(guān)實驗研究存在很大的局限性，比如氮化硼量子點發(fā)光主要集中在藍(lán)綠區(qū)域、量子產(chǎn)率不高以及穩(wěn)定性不明等。

針對這一現(xiàn)狀，陶立教授團隊提出了表面鈍化與匹配溶劑的協(xié)同選擇新策略來調(diào)控由氮化硼量子點氨基化程度決定的表面態(tài)，從而實現(xiàn)發(fā)光波長的可控改變。不同于常見的帶邊發(fā)光機制，基于表面態(tài)發(fā)光的氨基功能化氮化硼量子點首次實現(xiàn)了從藍(lán)光到紅光（420 to 610 nm）的全光譜發(fā)光，且藍(lán)光量子效率刷新了目前文獻(xiàn)紀(jì)錄值?；诘鹆孔狱c的光學(xué)薄膜成功演示了柔性顯示及信息防偽功能，且在150oC下能穩(wěn)定工作。該研究厘清了氮化硼量子點發(fā)光機理，探索了其在柔性顯示上的應(yīng)用潛力，并與團隊近三年在二維半導(dǎo)體材料及微納器件相關(guān)工作（Chemical Society Reviews, 2018, 47, 6370; Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2004546; 2D Materials, 2021, 8,035002; InfoMat, 2021, 3, 271）一起為柔性可穿戴感通融合電子信息技術(shù)提供了材料和器件基礎(chǔ)。

論文第一作者為東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院博士生丁亞梅和本科生何平，通訊作者為陶立教授和南京理工大學(xué)曾海波教授，東南大學(xué)為第一通訊單位。東南大學(xué)材料學(xué)院于金教授和南京大學(xué)吳三械教授課題組負(fù)責(zé)了本論文的材料計算工作。論文相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省雙創(chuàng)人才計劃、東南大學(xué)十大科學(xué)技術(shù)問題（二維材料精準(zhǔn)構(gòu)筑）、東南大學(xué)柔性射頻技術(shù)研究中心等項目和機構(gòu)的支持。