高性能，溶液加工单极型量子点混合发光场效应晶体管

有机发光场效应晶体管（OLEFETs）是一种整合了场效应晶体管（FETs）的开关性能和有机发光二极管（OLEDs）的发光性能的新型光电器件，由于其独特的光电性能和高集成性而被认为是一种极具潜力的低成本显示技术，并且在电泵激光浦及光通讯领域都有良好的潜能。到目前，有机n-型半导体材料仍面临迁移率低、对水氧敏感等问题，而具有高迁移率及高稳定性的无机氧化物是良好的代替材料。同时，结合高性能的量子点发光材料可以实现高性能的单极型量子点混合发光场效应晶体管（HLEFETs）。

图1. 量子点混合发光场效应晶体管的结构原理图及能级图

近期，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室兰林锋研究员研究组提出利用低温、高稳定性、可溶液加工的钪铟氧（ScInO）和高性能核壳结构的量子点分别作为电子传输层和发光层制备HLEFETs（图1）。其Sc掺入InO中可以有效的降低体内的电子浓度，抑制阈值电压负漂，提高器件稳定性。且相比于有机发光材料，量子点具有与氧化物更匹配的能级结构。同时，为了进一步调节载流子平衡以提高亮度和效率，加入PVK和PMAH层分别作为空穴传输和注入层，提高发光层中空穴浓度。最终，器件的光学和电学特性被研究，红光QD-HLEFETs实现了0.8 cm²V^-1s^-1的电子迁移率、13400 cd/m²的最大亮度、8.7%的外量子效率和10⁵以上的开关比。

相关成果以《High-Performance, Solution-Processed Quantum Dot Light-Emitting Field-Effect Transistors with a Scandium-Incorporated Indium Oxide Semiconductor》为题，发表在ACS Nano（ACS Nano. 2018, 12, 4624–4629，DOI: 10.1021/acsnano.8b01094）上。作者为Penghui He（何鹏辉）, Congbiao Jiang（江从彪）, Linfeng Lan（兰林锋）*, Sheng Sun（孙圣）, Yizhi Li（李育智）, Peixiong Gao（高沛雄）, Peng Zhang（张鹏）, Xingqiang Dai（戴星强）, Jian Wang（王坚）, Junbiao Peng（彭俊彪）*, and Yong Cao（曹镛）。相关工作得到了国家自然科学基金，广东省自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金的资助。