东南大学陶立、王金兰 & 南京理工大学曾海波团队:通过选择性氧调控实现具有长期稳定性的氮化硼量子点全光谱白光发射

下一代白光发射照明正朝着全光谱、超稳定和环境可持续的方向发展，以满足人们对健康和智能显示器日益增长的需求。使用紫外或蓝光发光二极管芯片的传统混合荧光粉存在自吸收、斯托克斯位移和工艺复杂等问题，导致转换效率低下。具有自陷激子特性的全无机卤化铅钙钛矿虽然具有易于溶液加工以实现高效白光发射的特性，但受到毒性和不稳定性问题的阻碍。在各种替代候选材料中，第三代氮化物半导体由于其高热导率、高电子迁移率和集成能力，为代表稳定和小型化LED提供了一条有前景的途径。然而，当前的薄膜生长和器件技术难以基于宽带隙氮化物实现单组分的宽带白光发射。

胶体半导体量子点因其量子限域效应和灵活的调控优势，是突破带隙限制的理想纳米材料，使其在显示和光源方面极具前景。因此，基于III-V族化合物的量子点已经被精心设计用于全色和热稳定照明，但无法实现单组分白光发射。目前，边缘掺杂和界面功能化通过构建电荷转移跃迁，为石墨烯和MXene量子点实现单组分白光发射提供了方法。然而，这些策略在单组分量子点中仅产生两个峰（蓝光与黄光，或与红光），不足以覆盖整个可见光谱，其显色指数值极低，相关色温调节范围也很窄。此外，伴随的能量迁移通常导致较低的量子产率（通常低于40%），这限制了它们的应用。为了应对上述挑战，氮化物半导体显示出显著优势——极化效应有助于分离电子和空穴的波函数以拓宽白光发射，而纯原子表面环境没有额外的不成对电子陷阱或不饱和化学键，减少了载流子散射，增加了辐射复合，从而提高了量子产率和稳定性。因此，如果能够构思一种基于氮化物量子点实现高效全可见光谱发射的新机制，用于下一代稳定健康的白光照明，将具有极其重要的意义。

东南大学陶立、王金兰 & 南京理工大学曾海波等人引入了一种基于六方氮化硼量子点的新型三位一体发射策略，独立构建了从蓝色到绿色和红色荧光态的双能量迁移通道，用于单组分全光谱白光发射。此外，通过在N位点实现选择性脱氧，将量子产率提高到68.3%，并在573 K下保持热稳定性，以确保高效稳定的发射。基于此，BNQD可以产生稳定的白光LED，其显色指数高达95，并且具有高精度可调的相关色温。该器件已在不同工作条件下进行了评估，其高可靠性超过2.5年，有利于稳定白光光源和光学相关安全认证。

【结果】

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