Performances améliorées de la lumière à points quantiques flexibles

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 3780 (2023) Citer cet article

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Le traitement à basse température est important pour améliorer la stabilité et les performances des diodes électroluminescentes à points quantiques flexibles (QLED). Dans cette étude, des QLED ont été fabriquées à l'aide de poly [bis (4-phényl) (2,4,6-triméthylphényl) amine] (PTAA) comme matériau de couche de transport de trous (HTL) approprié en raison de sa capacité de traitement à basse température et de l'oxyde de vanadium comme matériau de couche d'injection de trous pouvant être traité en solution à basse température. La luminance maximale et l'efficacité de courant la plus élevée des QLED sur un substrat en verre avec un HTL PTAA optimal étaient de 8,9 × 104 Cd/m2 et 15,9 Cd/A, respectivement, ce qui était comparable à celui des appareils conventionnels. Les QLED sur un substrat flexible ont montré une luminance maximale de 5,4 × 104 Cd/m2 et une efficacité de courant maximale de 5,1 Cd/A. Des spectroscopies de rayons X et de photoélectrons ultraviolets ont été utilisées pour étudier l'état chimique et la structure électronique interfaciale en fonction des matériaux et des changements d'état du HTL, respectivement. La structure électronique interfaciale a montré que le PTAA présentait une meilleure capacité de transport de trous en raison de sa faible barrière d'injection de trous (\({\Phi }_{{\text{h}}}\)). De plus, les QLED avec un PTAA HTL pourraient fonctionner comme des photocapteurs dans des conditions de polarisation inverse. Ces résultats indiquent que le HTL PTAA traité à basse température convient pour améliorer les performances des QLED flexibles.

Les écrans flexibles ont récemment été mis en évidence car ils peuvent être appliqués aux appareils mobiles et portables1. Cependant, les écrans flexibles présentent des problèmes tels que la difficulté à réaliser la couleur, une tension de commande élevée et une séparation des couches minces. Pour surmonter les problèmes des écrans flexibles, des diodes électroluminescentes (DEL) hautes performances utilisant divers matériaux électroluminescents, tels que des points quantiques (QD), de la pérovskite et des matériaux organiques, sont à l'étude. En particulier, les LED QD (QLED) présentent les avantages d'une excellente pureté de couleur, d'une bande passante de spectre d'émission étroite, d'une luminance élevée et d'un faible coût de production ; par conséquent, des recherches intensives sont nécessaires2,3,4.

Les substrats en plastique, tels que le polyéthylène téréphtalate et le polyéthylène naphtalate (PEN), sont utilisés pour les QLED flexibles en raison de leur flexibilité, de leur forte résistance aux chocs, de leur facilité de traitement et de leur légèreté5,6. Cependant, une déformation thermique du substrat en plastique est induite dans le processus à haute température, entraînant une diminution des performances des QLED7. Pour résoudre ce problème, des matériaux pouvant être traités à basse température et des substrats à haute stabilité thermique peuvent être utilisés, et de nombreuses études ont été menées sur les deux. Étant donné que la stabilité thermique des substrats en plastique est limitée, un matériau pouvant être traité à basse température est particulièrement important ; par conséquent, la recherche d'un matériau capable de présenter d'excellentes performances même à basse température est nécessaire.

Les QLED rigides utilisent couramment la poly[(9,9-dioctylfluorényl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(4-s-butylphényl)diphénylamine)] (TFB) comme couche de transport de trous (HTL) en raison de sa grande mobilité des trous8,9. Cependant, le TFB HTL nécessite un processus à haute température d'environ 180 °C, ce qui peut affecter le substrat. Par conséquent, il est nécessaire de trouver des matériaux HTL pour les QLED flexibles qui peuvent être traités à basse température pour remplacer le TFB. La poly[bis(4-phényl) (2,4,6-triméthylphényl)amine] (PTAA) est un polymère complètement amorphe et π-conjugué qui forme des films minces uniformes et permet un transport de charge approprié10. De plus, le PTAA a une aptitude au traitement à basse température (inférieure à 100 °C), ce qui empêche la déformation du substrat en plastique11,12. Par conséquent, le PTAA a été appliqué comme matériau HTL approprié pour améliorer les performances des QLED.

De plus, étant donné que les QLED et les photodiodes QD (PD) ont la même structure d'appareil, deux fonctions peuvent être exécutées dans un seul appareil. En polarisation directe, l'appareil agit comme une LED, et en polarisation inverse, l'appareil agit comme un PD. Par conséquent, il peut être davantage développé et utilisé pour les biocapteurs et la communication optique utilisant des caractéristiques d'émission et de détection de lumière visible en ajustant le biais.

Dans cette étude, des QLED ont été fabriquées à l'aide d'un HTL PTAA sur un substrat flexible. L'appareil a été optimisé en fonction de la concentration de PTAA et du temps de traitement UV-ozone (UVO). Un temps de traitement UVO approprié a augmenté l'hydrophilie et la conductivité de la couche de PTAA, améliorant ainsi les performances des QLED. La spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS) a été réalisée pour étudier les changements chimiques dans le PTAA après un traitement UVO. La spectroscopie photoélectronique ultraviolette (UPS) a été utilisée pour confirmer l'amélioration de l'alignement de la bande d'énergie de la partie d'injection de trous en fonction du changement de HTL. Une luminance maximale, une efficacité de courant et une efficacité quantique externe (EQE) de 8,9 × 104 Cd/m2, 15,9 Cd/A et 3,5 %, respectivement, ont démontré l'amélioration des performances des QLED rigides. Les valeurs respectives atteintes pour les QLED flexibles étaient de 5,4 × 104 Cd/m2, 5,1 Cd/A et 1,1 %. De plus, les capacités de photodétection du dispositif PTAA ont été confirmées. Cette étude démontre que le PTAA HTL convient aux QLED flexibles et a le potentiel d'application dans la transmission de signaux optiques bidirectionnels.

La figure 1a montre une structure schématique des QLED avec le PTAA HTL. La figure 1b montre une image en coupe transversale HR-TEM des QLED avec UVO 40, qui démontre que des couches de V2O5/PTAA/vert QD/ZnO ont été déposées sur le verre/ITO. Les épaisseurs de chaque couche étaient respectivement de 5,7, 11,2, 42,5 et 37,5 nm. La figure 1c montre une comparaison quantitative du nombre d'éléments en fonction des résultats de balayage linéaire EDS. La figure S1 montre des images de cartographie EDS d'indium, de vanadium, de carbone et de sélénium, qui indiquent que les couches déposées ne se sont pas diffusées dans la sous-couche. Ceci est important pour les dispositifs hautes performances nécessitant des couches minces interfaciales uniformes et claires13.

(a) Structure schématique des QLED avec UVO 40. (b) Image HR-TEM en coupe transversale des QLED avec UVO 40. (c) Balayage en ligne EDS de la distribution élémentaire.

La figure 2 montre les performances des QLED avec le PTAA HTL dans diverses conditions. Le tableau 1 résume les performances des QLED sur le substrat verre/ITO. La figure 2a, b montre les caractéristiques de luminance-tension (LV) et d'efficacité de courant-tension-EQE (CE-V-EQE) des QLED avec 4, 6 et 8 mg/ml de PTAA, respectivement. À 6 mg/ml, la luminance maximale, l'efficacité du courant et l'EQE étaient de 8,9 × 104 Cd/m2, 15,9 Cd/A et 3,5 %, respectivement, montrant les performances les plus élevées. Les performances des QLED à des concentrations de PTAA de 2, 4, 6, 8 et 8 mg/ml pour l'optimisation sont résumées dans le tableau S1. Les figures 2c, d montrent les caractéristiques LV et CE-V-EQE des QLED avec PTAA vierge, UVO 30, UVO 40 et UVO 60. À UVO 40, la luminance maximale, l'efficacité du courant et l'EQE étaient de 8,4 × 104 Cd/m2, 11,6 Cd/A et 2,7 %, respectivement, montrant les performances les plus élevées. Les performances des QLED par rapport au temps de traitement UVO sont résumées dans le tableau S2. Ces résultats ont montré que les conditions optimales pour la fabrication des QLED étaient de 6 mg/ml et UVO 40.

Performances des QLED avec des HTL PTAA à différentes concentrations. (a) Courbes LV et (b) CE-V-EQE. Performances des QLED avec des HTL PTAA avec différents temps UVO. (c) Courbes LV et (d) CE-V-EQE. Les QLED ont été fabriquées sur un substrat de verre ITO.

Pour étudier l'origine de l'amélioration de la capacité de transport des trous grâce au traitement UVO, un dispositif à trou uniquement (HOD) a été fabriqué. La figure 3a montre la structure schématique du HOD avec PTAA. La figure 3b montre une comparaison des caractéristiques de densité de courant-tension (JV) du HOD avec et sans traitement UVO sur la couche PTAA. Dans un appareil vierge, il y a quatre régions, à savoir le contact ohmique, la loi de Child des courants limités par la charge d'espace (SCLC), le SCLC partiellement rempli de pièges (t-SCLC) et les régions de pièges remplis limités (TFL)14. Cependant, il n'y avait pas de région t-SCLC dans UVO 40 et le courant TFL était inférieur à celui sans traitement UVO. Cela signifie que la couche de PTAA traitée aux UVO avait une mobilité des trous améliorée et une concentration de piège plus faible, par rapport à celle de la couche de PTAA vierge15. Comme le montre la figure S2, la mobilité des trous s'est améliorée avec un temps de traitement UVO croissant jusqu'à 40 s. Cependant, le temps de traitement UVO de 60 s a détruit de manière excessive la structure de la chaîne polymère du PTAA et les performances de l'appareil se sont dégradées.

(a) Structure schématique du HOD avec PTAA HTL. ( b ) Courbes JV du HOD et du HOD vierges avec UVO 40. ( c ) O 1 s et ( d ) Spectres XPS C 1 s des films PTAA vierges et UVO 40 sur ITO.

Des mesures XPS ont été effectuées pour déterminer l'origine de l'amélioration de la mobilité des trous en confirmant le changement d'état chimique de la couche de PTAA après traitement UVO. Les figures 3c, d montrent les spectres XPS au niveau du noyau de l'oxygène (O 1 s) et du carbone (C 1 s), respectivement. Les spectres du PTAA vierge sont représentés dans la partie supérieure de chaque figure, et ceux de l'UVO 40 sont représentés dans la partie inférieure. La figure S3a montre que le pic d'oxygène ITO est apparu à 530,66 eV. Par conséquent, les pics d'oxygène pour chaque film PTAA trouvés à 530,64 eV et 530,98 eV étaient dus au substrat ITO sous-jacent. Dans le PTAA vierge, la molécule d'eau résiduelle correspond à 532,87 eV16. Après traitement UVO, des liaisons N – O et C – O ont également été observées à 533, 35 et 532, 21 eV avec la disparition des molécules d'eau résiduelles. De plus, les spectres d'azote au niveau du noyau XPS (N 1 s) sont illustrés aux figures S3b et c. Dans le PTAA vierge, seules des liaisons N – C ont été observées à 400, 12 eV, et le traitement UVO a réduit la proportion de liaisons N – C à 399, 81 eV et a formé une liaison N – O à 400, 62 eV. Cela indique que le traitement UVO a rompu la partie de la liaison polymère (~ 18%) et l'a recombinée avec de l'oxygène. Ceci a également été observé pour le pic C1s du film de PTAA. Le film vierge de PTAA présentait trois pics C 1 s, qui correspondaient aux liaisons aromatiques C–C, méthyle C–H et C–N à 285,20, 284,95 et 286,09 eV, respectivement. Le traitement UVO a rompu les trois premières liaisons à 284, 90, 284, 67 et 285, 77 eV et des liaisons C – O ou C = O ont été nouvellement formées à 287, 04 eV. L'augmentation du nombre de liaisons oxygène indique que l'interface PTAA est devenue hydrophile. Cela peut également être confirmé en mesurant les angles de contact (CA). Comme le montrent les figures S4a et c, le CA de l'interface PTAA est passé de 81, 86 à 50, 39 ° après le traitement UVO pendant 40 s. Les figures S4b et d montrent les CA pour chaque temps de traitement UVO. L'hydrophilie améliorée de la surface PTAA a rendu le dépôt HTL plus uniforme et plus lisse. De plus, les résultats XPS ont montré que le traitement UVO oxydait la surface du PTAA. À mesure que la concentration de trous sur la surface oxydée du PTAA augmente, la conductivité s'améliore, ce qui peut améliorer les performances des QLED17.

UPS a été utilisé pour étudier la structure électronique interfaciale de la région de transport de trous des QLED en utilisant chaque HTL. Les figures 4a, b montrent les spectres de coupure d'électrons secondaires (SEC) et de région de valence de ITO, ITO/V2O5, ITO/V2O5/TFB, ITO/V2O5/PTAA (UVO 40), ITO/V2O5/TFB/QDs et ITO V2O5/PTAA (UVO 40)/QDs. Les WF d'ITO et de V2O5 étaient de 4,67 (\(\pm\) 0,005 eV) et 5,52 eV (\(\pm\) 0,005 eV), respectivement, comme indiqué dans la région SEC. Le maximum de la bande de valence (VBM) de V2O5 dans la région de valence était de 2,36 eV en dessous de EF. De plus, les encarts des figures 4a et c montrent que l'état d'écart dans V2O5 à 0, 43 eV a été observé près de l'EF. L'état d'écart dans V2O5, qui joue un rôle précieux dans l'injection de porteurs de trous, est apparu avec la densité d'état entre VBM et EF18. Comme le montre la figure 4a, le WF du TFB et des QD était de 4, 75 (\ (\ pm \) 0, 005 eV) et de 3, 23 eV (\ (\ pm \) 0, 005 eV), respectivement, et l'orbitale moléculaire à l'état d'énergie occupé le plus élevé (HOMO) de TFB et VBM des QD était de 0, 71 et 1, 18 eV, respectivement. La figure 4c montre que les WF du PTAA et des QD étaient de 5,04 (\(\pm\) 0,005 eV) et 3,32 eV (\(\pm\) 0,005 eV), respectivement, et que le HOMO du PTAA et du VBM des QD étaient de 0,62 et 0,80 eV, respectivement. Les figures 4b et d montrent les diagrammes de niveau d'énergie de la région de transport des trous avec TFB et PTAA HTL tels qu'obtenus à partir des spectres UPS. La bande de conduction minimale et l'orbitale moléculaire inoccupée la plus basse de chaque couche ont été calculées comme les valeurs de bande interdite d'énergie optique (Eg), VBM et HOMO. L'Eg de chaque couche a été calculée à l'aide des tracés de Tauc des spectres d'absorbance mesurés à l'aide de la spectroscopie UV-vis, comme le montre la figure S5. La barrière d'injection de trous (\({\Phi}_{{\text{h}}}\)) à l'interface V2O5/PTAA était de 0,19 eV, soit 0,09 eV de moins que celle à l'interface V2O5/TFB. De plus, par rapport au \({\Phi }_{{\text{h}}}\) de l'interface HTL/couche de matériau d'émission (EML), le \({\Phi }_{{\text{h}}}\) de l'interface PTAA/QD était de 0,18 eV, soit 0,29 eV inférieur au \({\Phi }_{{\text{h}}}\) de l'interface TFB/QD de 0,47 eV. Un \({\Phi }_{{\text{h}}}\) inférieur à chaque interface améliore les performances de l'appareil. Les caractéristiques HOD JV illustrées à la figure S6 démontrent que le HTL PTAA présentait une meilleure conductivité, car les valeurs J des dispositifs TFB et PTAA étaient de 469,81 et 863,91 mA/cm2, respectivement, à 3 V. }}}\) augmentant la valeur J19. De plus, les Fig. 4e et f montrent les caractéristiques courant-tension-luminance (JVL) et CE-EQE des QLED avec chaque HTL. La luminance maximale, l'efficacité du courant et l'EQE du dispositif TFB étaient de 7,5 × 104 Cd/m2, 11,0 Cd/A et 2,5 %, respectivement, ce qui était inférieur à ceux du dispositif PTAA optimisé (6 mg/ml et UVO 40). La luminance de l'appareil à la même tension était plus élevée dans l'appareil PTAA que dans l'appareil TFB avec une valeur J plus élevée après 3,6 V. Ces résultats montrent qu'en réduisant \({\Phi }_{{\text{h}}}\), le PTAA HTL fournit un meilleur alignement du niveau d'énergie et les QLED atteignent en conséquence de meilleures performances que lors de l'utilisation du TFB HTL.

Spectres UPS à la SEC, valence et près des régions EF. (a) ITO, ITO/V2O5, ITO/V2O5/TFB et ITO/V2O5/TFB/QD. (c) ITO, ITO/V2O5, ITO/V2O5/PTAA (UVO 40) et ITO/V2O5/PTAA (UVO 40)/QD. Diagramme de niveau d'énergie de (b) ITO/V2O5/TFB/QDs et (d) ITO/V2O5/PTAA (UVO 40)/QDs. Performances des QLED avec UVO 40 et TFB HTL. (e) JVL et (f) Courbes CE-V-EQE.

Des QLED flexibles ont été fabriquées sur un substrat PEN à l'aide d'un TFB et d'un PTAA HTL. Le dispositif PTAA a été préparé à l'aide d'UVO 40. Les figures 5a, b montrent les caractéristiques JVL et CE-V des QLED. Le tableau 2 résume les performances des QLED sur le substrat PEN/ITO. La valeur J du dispositif PTAA était dix fois supérieure à celle des dispositifs TFB à la même tension. De plus, la luminance du dispositif PTAA était significativement plus élevée que celle du dispositif TFB. La luminance maximale des dispositifs PTAA et TFB était de 5,4 × 104 et 1,4 × 104 Cd/m2, respectivement. Lorsque la résistance de feuille du substrat PEN/ITO, par rapport à celle du substrat verre/ITO, est passée de 10–11 à 15 Ω/sq, les performances du dispositif ont diminué lorsque le substrat a été remplacé par un substrat flexible. De plus, un recuit à 180 ° C pendant 30 min a augmenté la résistance de la feuille et la courbure de déformation du substrat de PEN/ITO7. La performance globale du dispositif de PTAA sur le substrat flexible était significativement meilleure que celle sur TFB. Par conséquent, il a été démontré que la dégradation des performances du dispositif était induite par la déformation thermique du substrat PEN due à la température élevée. Cela indique également que le PTAA traité à basse température convient aux QLED flexibles. Les figures 5c, d montrent des photographies des dispositifs PTAA flexibles plats et courbés.

Performances des QLED sur le substrat PEN avec les HTL PTAA et TFB. (a) Courbes JVL et (b) CE-V. (c et d) Photographies des QLED flexibles.

De plus, le dispositif PTAA peut être utilisé comme PD dans des conditions de polarisation inverse. La figure 6a montre un diagramme schématique du substrat de verre. La figure 6b montre la courbe IV de l'appareil dans des conditions sombres et un éclairage léger avec des longueurs d'onde de 405, 450, 520 et 635 nm. Il était difficile d'observer le photocourant dans la longueur d'onde de 635 nm car son énergie photonique (1,95 eV) n'était pas suffisante pour exciter les porteurs QD verts avec un Eg de 2,24 eV. Les énergies photoniques des longueurs d'onde restantes étaient respectivement de 2,38, 2,75 et 3,06 eV, ce qui était suffisant pour faire fonctionner l'appareil en tant que photodétecteur. Le photocourant était représenté par la photosensibilité calculée à l'aide de l'équation suivante :

où \({\text{I}}_{{\text{l}}}\) est le courant sous différentes longueurs d'onde de lumière, \({\text{I}}_{{\text{d}}}\) est le courant d'obscurité, A est la zone éclairée de l'appareil et P est l'intensité de puissance de la source laser. Le P de chaque source laser a été maintenu à 4,5 mW/cm2. La figure 6c montre la photoréactivité calculée. La photosensibilité du dispositif PTAA a considérablement augmenté sous un éclairage lumineux à une longueur d'onde de 520 nm. La figure 6d montre les temps de montée (\(\tau_{r}\)) et de descente (\(\tau_{f}\)), définis comme le temps nécessaire pour atteindre 10 et 90 % de la valeur de courant normalisée maximale, respectivement, sous un éclairage lumineux de longueur d'onde de 520 nm. Le \(\tau_{r}\) et le \(\tau_{f}\) étaient respectivement de 7,9 et 8,1 ms. Le dispositif PTAA fonctionnait comme un QLED et un PD en ajustant le biais. Par conséquent, le PTAA peut être utilisé pour appliquer des processus à basse température dans la fabrication de QLED et de PD. De plus, cette technologie pourrait être la clé de la future fabrication d'optiques de traitement de solutions.

(a) Structure schématique des DP. (b) IV de l'appareil à l'état sombre et sous différentes longueurs d'onde lumineuses. ( c ) Photoréactivité du PD à des longueurs d'onde lumineuses de 635, 520, 450 et 405 nm. ( d ) Caractéristiques de réponse photo de PD. Les temps de montée et de descente ont été définis à l'intervalle entre 10 et 90% du signal.

Des QLED flexibles ont été fabriquées dans cette étude à l'aide d'un HTL PTAA via un traitement de solution à basse température. La couche de PTAA a été traitée avec des UVO pour augmenter l'hydrophilie et la conductivité. L'effet UVO a été confirmé en mesurant les spectres XPS et les caractéristiques courant-tension du HOD. Les mesures de l'onduleur ont confirmé l'alignement des niveaux d'énergie entre les interfaces HIL/HTL et HTL/EML. Il a été constaté que le \({\Phi }_{{\text{h}}}\) de chaque interface était réduit de 0,09 et 0,29 eV, respectivement. La structure électronique interfaciale montre que les QLED avec PTAA ont de meilleures caractéristiques de transport de trou. La capacité de transfert de trous améliorée a été observée à l'aide de la courbe JV du HOD. Les QLED avec le PTAA HTL ont montré une luminance maximale de 8,9 × 104 Cd/m2 et une efficacité de courant de 15,9 Cd/A lorsque le dispositif a été fabriqué sur un substrat en verre. La performance lumineuse des QLED flexibles avec le PTAA HTL était de 5,4 × 104 Cd/m2, ce qui était plus de cinq fois supérieur à celui du dispositif de contrôle. Les QLED avec PTAA peuvent être utilisés comme photocapteurs dans des conditions de polarisation inverse. Par conséquent, notre appareil peut être utilisé comme capteur photo et LED. Ce résultat montre que le PTAA HTL convient aux QLED flexibles en raison de sa capacité de traitement à basse température et a un potentiel d'application dans les systèmes de communication optique.

Une solution de V2O5 (1 % en poids) a été synthétisée en ajoutant 0,05 ml d'oxyde de triisopropoxyde de vanadium à 7 ml d'alcool isopropylique. 0,1 ml d'eau désionisée a été ajouté pour activer la réaction d'hydrolyse. La solution résultante a été agitée pendant 30 min. Une solution de TFB (1 % en poids) a été préparée en mélangeant 0,0173 g de TFB dans 2 ml de p-xylène et en agitant pendant 30 min à 600 tr/min. Des solutions de PTAA de différentes concentrations (2, 4, 6, 8 et 10 mg/ml) ont été synthétisées en dissolvant des poudres de PTAA dans du chlorobenzène et en agitant pendant une nuit à température ambiante.

Les substrats en verre et en PEN à motifs d'oxyde d'indium et d'étain (ITO) ont été nettoyés par ultrasons avec de l'eau DI, de l'acétone et de l'alcool isopropylique pendant 15 minutes chacun. La fonction de travail (WF) et l'hydrophilie de l'ITO ont été augmentées à l'aide d'un traitement UVO de 15 minutes. Le V2O5 HIL a été enduit par centrifugation sur l'anode ITO à 3000 tr/min pendant 60 s et recuit à 25 ° C pendant 25 min. Les HTL, TFB et PTAA ont été déposés par spin-coating à 3000 et 4000 rpm pendant 30 s. Ils ont ensuite été recuits à 180°C pendant 30 min et 100°C pendant 10 min. Cela a ensuite été suivi d'un traitement UVO sur la surface PTAA pendant 0 (vierge), 30 (UVO 30), 40 (UVO 40), 60 (UVO 60) et 180 s (UVO 180). La solution CdSe/ZnS QD a été enduite par centrifugation à 2000 tr/min pendant 30 s sur chaque HTL et recuite à 90 °C pendant 10 min. La couche de transport d'électrons ZnO a été enduite par centrifugation à 2000 tr/min pendant 60 s et recuite à 90 ° C pendant 10 min. Une cathode en aluminium de 130 nm d'épaisseur a été déposée pour compléter la fabrication du dispositif à l'aide d'un évaporateur thermique.

La structure de l'appareil des QLED avec le PTAA HTL a été étudiée à l'aide des images de microscopie électronique à transmission à haute résolution en coupe (HR-TEM) et des données de spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) obtenues à l'aide d'un JEM-2100F (JEOL). Les structures électroniques interfaciales et les états chimiques ont été étudiés en utilisant XPS et UPS (Thermo fisher, NEXSA). L'ultraviolet (He I, 21,22 eV) et les rayons X (Al Kα, 1486,8 eV) ont été utilisés comme sources de photons pour UPS et XPS, respectivement. La référence d'énergie des spectres XPS et UPS a été calibrée par rapport au niveau de Fermi (EF) de l'échantillon Au propre. Les spectres d'absorption ont été mesurés par spectroscopie UV-vis (JASCO). Les CA ont été mesurés à l'aide d'un Phoenix 300 (SEO). Les caractéristiques d'électroluminescence des QLED ont été mesurées à l'aide d'un système de mesure conventionnel (M6100, McScience). Les propriétés optiques des PD ont été caractérisées à l'aide d'une station de sonde et d'un analyseur de paramètres de semi-conducteurs (HP 4145 B). Des lasers (CPS635, CPS520, CPS450 et CPS405-Thorlabs) avec des longueurs d'onde de 635, 520, 450 et 405 nm ont été utilisés pour les mesures de photosensibilité et les calculs des photodétecteurs. Le P du laser a été mesuré à l'aide d'un photodétecteur (S121C-Thorlabs).

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Cette étude a été soutenue par des subventions de recherche de la National Research Foundation of Korea (2020R1A6A1A03048004 et 2021R1A2C1009442).

Département d'ingénierie des matériaux avancés pour l'information et l'électronique, Université Kyung Hee, Yongin, 17104, République de Corée

Hyoun Ji Ha, Min Gye Kim, Jin Hyun Ma, Jun Hyung Jeong, Min Ho Park, Seong Jae Kang et Seong Jun Kang

Integrated Education Program for Frontier Materials (BK21 Four), Université Kyung Hee, Yongin, 17104, République de Corée

Hyoun Ji Ha, Min Gye Kim, Jin Hyun Ma, Jun Hyung Jeong, Min Ho Park, Seong Jae Kang et Seong Jun Kang

Advanced Analysis Center, Korea Institute of Science and Technology, 5 Hwarang-Ro 14-Gil, Seongbuk-Gu, Séoul, 02792, République de Corée

Parc Wonsik Kim et Soohyung

Division of Nano & Information Technology, KIST School, University of Science and Technology (UST), Séoul, 02792, République de Corée

Parc Soo Hyung

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HJ Ha a fabriqué le dispositif QLEDs, et a mesuré et analysé les données. MG Kim, JH Ma et MH Park ont aidé à analyser les données des diodes électroluminescentes. JH Jung et SJ Kang ont participé à l'analyse des données du photodétecteur. W. Kim et S. Park ont effectué les analyses XPS et UPS. Le professeur SJ Kang a supervisé le projet. Le manuscrit a été écrit par HJ Ha et le prof. SJ Kang. Tous les auteurs ont lu et commenté le manuscrit.

Correspondance avec Seong Jun Kang.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Ha, HJ, Kim, MG, Ma, JH et al. Amélioration des performances des diodes électroluminescentes à points quantiques flexibles à l'aide d'une couche de transport de trous PTAA traitée à basse température. Sci Rep 13, 3780 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30428-y

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Reçu : 09 novembre 2022

Accepté : 22 février 2023

Publié: 07 mars 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-30428-y

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