3月5日，上海大學機電工程與自動化學院新型顯示技術及應用集成教育部重點實驗室楊緒勇教授、張建華教授團隊聯合吉林大學張佳旗教授團隊以“Homogeneous ZnSeTeS Quantum Dots for Efficient and Stable Pure Blue LEDs”為題，在國際頂級學術期刊《Nature》上發表關于環保型藍光量子點發光二極管（QLED）的突破性研究文章。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08645-4

    楊緒勇教授自2015年在上海大學組建納米光電材料與器件團隊以來，經過近10年的持續拼搏，團隊不斷攻克領域內科學技術難題，該項成果也是楊緒勇教授團隊繼2023和2024年在《Nature》上作為通訊作者發表雜化半導體LED領域研究論文以來（Nature 2023，622， 493-498； Nature 2024，631，73-79），在該領域取得的又一重大研究進展。

    上海大學機電工程與自動化學院依托機械工程國家一流學科，長期以來面向世界科技前沿開展研究。此次研究成果是由上海大學與吉林大學，TCL集團工業研究院等單位聯合攻關、合作完成。

    其中，上海大學為第一完成單位，上海大學楊緒勇教授，張建華教授和吉林大學張佳旗教授為論文通訊作者，楊緒勇教授指導的機自學院博士后吳倩倩（上海大學碩士及博士畢業）和曹璠（上海大學碩士畢業）為論文共同第一作者，上海大學余文可、王勝博士，TCL集團工業研究院侯文軍博士、蘆子哲博士、曹蔚然博士，吉林大學張曉宇教授，復旦大學楊迎國教授，澳大利亞科廷大學夾國華教授為論文合作署名作者。研究成果得到了國家自然基金委、上海市科委和上海市教委等研究機構的項目資助。

    量子點顯示以其更為優秀的色彩表現力，已成為引領新型顯示產業迭代升級的關鍵驅動力之一。近期，科學家們對譽為終極量子點顯示技術的電致發光量子點發光二極管的研究與探索持續發力，取得了令人矚目的突破性進展。

    目前，紅、綠光QLED性能已能夠與商業有機LED （OLED）相媲美。而相比之下，由于更高的工作電壓及需要克服更大的空穴注入勢壘等原因，導致藍光QLED器件性能進展落后，尤其是環境友好型的無重金屬器件的發展更為遲緩，嚴重阻礙了QLED顯示技術的商業化進程。

    ZnSeTe量子點被視為環保型藍光量子點的理想之選，但其存在活潑金屬Te（Ten≥2）易聚集的現象，由此產生的等電子中心引起了較低能量的尾部缺陷發射，嚴重降低了其發光效率、色純度及穩定性。該研究揭示：Te前驅體（如TOP-Te）相比于Se－類似物的高反應活性導致了合金量子點中富Te和貧Te區域的不均勻分布，從而產生帶隙差異引起的光譜變寬。

    量子點富Te區域的堆垛層錯也降低了輻射復合和量子點晶格穩定。尤其，ZnSeTe量子點中相鄰的Te原子會形成等電子中心，產生短程勢作用力以捕獲空穴，并進一步誘導形成價帶頂上方的深空穴局域態吸引電子形成激子，產生了較低能量的尾部發射，致使量子點的色彩表現和穩定性變差。

    為解決這些關鍵難題，研究團隊提出了一種通過等電子調控抑制含Te量子點組分不均勻的策略，通過引入具有適當反應活性的亞磷酸三苯酯（TPP-S），一方面能夠使TPP平衡陰離子的反應活性，另一方面吸電子能力更強的S能夠干擾Te周圍的空穴局域化并避免Ten≥2等電子中心形成，成功制備出均質化的四元合金藍光ZnSeTeS量子點。

    相比傳統ZnSeTe量子點，ZnSeTeS量子點在色純度、激子輻射復合和結構穩定性等方面實現大幅提升。基于該四元量子點構建的藍光QLED器件顯示出24.7%的外量子效率，17 nm的發光半峰寬以及接近3萬小時的T50壽命，突破了無重金屬的純藍光QLED發光效率和穩定性的新紀錄。這一重要研究進展將推進QLED顯示技術的環保化進程。

    楊緒勇教授受邀為《Nature》雜志撰寫了題為“It s time to shine for LEDs made using ecofriendly quantum dots” 的Research Briefing文章（Nature, https://doi.org/10.1038/d41586-025-00640-z），該Research Briefing和Nature研究工作同天上線。被譽為“量子點藝術家”的韓國成均館大學Eunjoo Jang教授（原韓國三星先進技術研究院研究員）對該Nature工作點評：“所研發的QLED性能是非常引人注目的，其高的效率和長的壽命已超過了先前報道的器件性能。”（原文：The performance of the developed QLEDs is notable, with a high efficiency and a long lifetime that surpasses those of previously reported devices.）《Nature》應用物理科學主編Karl Ziemelis也給予該工作高度評價：“文章的魅力在于作者們研發了一種抑制組分不均勻的策略制備了非鎘量子點，實現了與最好Cd基藍光LED媲美的高效率、長壽命和光譜純正的器件。”（原文：The appeal of this paper is that the authors have developed a strategy for preparing Cd-free quantum dots that suppresses compositional heterogeneities, enabling devices with efficiencies, lifetimes and spectral purities that rival the best Cd-based blue LEDs.）