近日，中山大学电子与信息工程学院（微电子学院）的刘川教授和刘佰全副教授所带领的团队，在发光二极管（LED）研究方面取得了关键性进展。他们运用核/壳型胶体量子阱技术，对激子动力学进行了精准调控，成功降低了激子复合缺陷，实现了电荷注入的平衡，并抑制了胶体量子阱之间的能量转移。这一创新性举措不仅极大地提高了 LED 器件的效率，还成功地将其与薄膜晶体管和电路板相集成，达成了有源寻址，展现出“流水线”式的显示效果。
胶体量子阱 LED 作为一种新兴的纳米晶 LED，凭借其高色纯度、窄半高宽的电致发光性能以及可溶液加工的特点，在显示领域展现出巨大的应用潜力。团队通过深入研究不同壳层厚度的核/壳异质胶体量子阱对激子动力学的作用，发现激子的产生与胶体量子阱壳层厚度存在紧密的依赖关系。研究表明，在特定的厚度范围内增加壳层厚度，能够显著增强辐射复合效率，同时降低俄歇复合，从而大幅度提升胶体量子阱 LED 器件的综合性能，实现了高效率、高亮度以及超低效率滚降的出色表现。其外量子效率高达 13.43%，电流效率达到 9.20 cd/A，功率效率为 6.04 lm/W。在二维纳米晶 LED 红光波段（600 - 700nm）中，这些指标均达到了目前已报道的最高水平。此外，当器件的亮度从 1000 cd/m²提升至 10000 cd/m²时，外量子效率仅从 13.15%轻微下降至 12%，这也是目前已报道的胶体量子阱 LED 中的最优成果。
通过与 PEN 柔性衬底相结合，成功实现了柔性胶体量子阱 LED，其外量子效率相比之前报道的最佳柔性胶体量子阱 LED 提高了 40 倍。研究团队进一步借助大电流 TFT 驱动电路，顺利实现了对单个或多个胶体量子阱 LED 的选通控制，达成了有源寻址和“流水线”效果的显示。这一研究成果不仅为胶体量子阱 LED 的后续研究和应用开辟了全新的途径，也为未来显示和照明技术的发展提供了崭新的思路与策略。
该研究成果已在国际知名学术期刊《Applied Physics Reviews》上发表，论文题目为“Exciton control enables high-performance colloidal quantum well light-emitting diodes”，并被选为亮点文章（Featured Article）。
该论文的第一单位为中山大学电子与信息工程学院（微电子学院），中山大学博士生胡素娟、东南大学博士生项文斌、中山大学刘佰全副教授为论文共同第一作者，中山大学刘佰全副教授、刘川教授等为论文共同通讯作者，其他合作人员分别来自东南大学、新加坡南洋理工大学、华南理工大学、香港科技大学。此项研究工作获得了国家自然科学基金（62104265）和广东省科技计划（2022A0505020022、2021A0505110009）等项目的支持。
中山大学的这一研究成果意义重大，为胶体量子阱 LED 的未来发展奠定了坚实基础。相信在各方的持续努力下，这一技术将为显示和照明领域带来更多突破性的变革。