双发光锰铜共掺杂的ZnInS量子点作为单个彩色转换器，用于高显色性白光发光二极管

这篇研究论文介绍了一种新型的高显色性白光发光二极管（LED）的设计，其核心是双发光锰铜共掺杂的ZnInS量子点作为单一颜色转换器。这种创新技术对于满足全球对资源可持续性的需求，提供高质量的固态照明光源具有重要意义。 我们来了解一下ZnInS量子点。这是一种半导体纳米材料，由于其独特的光学性质，如宽发射光谱、高量子产率和良好的化学稳定性，它们在光电子学和显示器领域有广泛应用。在这个研究中，研究人员通过简单的合成方法制备出明亮的绿色-红色发射的Mn和Cu共掺杂ZnInS量子点，其吸收带隙为2.56 eV（对应485纳米），Stokes位移大达150纳米，并且发射量子产率高达75%。这些特性使得它们成为基于蓝光GaN芯片的暖白色LED的理想选择。 锰和铜的掺杂使得量子点能够发出双重光，即铜相关的绿色光和锰相关的红色光。通过调控Mn和Cu离子的掺杂浓度，可以精确控制量子点的光发射谱，从而实现对白光颜色的精细调整。这种双发射特性为实现高显色指数的白光提供了可能。 在能量转移过程中，Mn和Cu共掺杂量子点的机制被提出。通过稳态和时间分辨光致发光光谱测量，研究人员观察到了PL强度和寿命的变化，这揭示了能量从一种离子转移到另一种离子的过程。 将这些双色量子点与商用GaN基蓝光LED结合，研究人员成功地构建了三色白光LED，它展现出明亮的自然白光，具有高达95的显色指数（CRI），73.2 lm/W的光效，以及色温在3000K左右的暖白色。这种高CRI意味着该光源能准确再现物体的颜色，这对于照明和显示应用至关重要。 这项工作为开发环保、高效、色彩丰富的白光LED提供了一条新途径，有助于推动照明技术的进步。通过优化掺杂策略和结构设计，未来可能会实现更高性能的量子点发光二极管，进一步提升光质量和能效。同时，这也为量子点在其他光学应用，如太阳能电池和生物传感器等方面的研究提供了新的思路。