當前量子點發光二極管已經擁有接近和內部統一的量子效率。進一步提高外量子效率則需要更高效的光子反耦合。提高光子發射的方向性被認為是可行的方法。本研究中展示了一種提高發射指向性的膠體量子點薄膜。通過生長一個非對稱的壓縮殼層，能夠提升它們的帶邊態簡并性（band-edge state degeneracy），這會使得具有平面內偶極矩的激子大量存在，從而實現高效光子解耦，由此獲得的增強的發射指向性為顯著提高外部量子效率開辟了道路。
圖1 光學、形態和晶體結構表征。研究了流體靜力(A)和雙軸應變( B ) CQDs的吸光度和 PL 光譜。吸光度的二階導數表明，在雙軸應變的CQDs中，第一個激子峰的展寬是由于最初緊密間隔的峰的分離，而在靜水應變的CQDs中沒有觀察到這一點。從碳薄膜上的CQDs的HRTEM中提取出(C)流體靜力學和(D)雙軸應變CQDs的晶體結構和形狀。從c軸（[002] 軸）觀察時，它們具有相似的大小和形狀，但從側視圖([110]軸)觀察到形狀的差異。通過比較粉末和薄膜樣品的XRD光譜，研究了雙向應變CQDs的帽子狀取向特性。在雙軸應變的CQD薄膜樣品中，(002)與(110)片的衍射峰比明顯增強，表明大部分CQD薄膜的c軸是垂直于襯底的，而在靜水應變的CQD薄膜中沒有這種現象。通過在非衍射硅襯底上滴鑄CQDs得到了薄膜樣品的XRD譜圖。（相機使用鑫圖Dhyana 400BSI）
量子點方向性研究的成像需要高靈敏以及高信噪比的探測器，以更好的記錄量子點的形態，判斷方向性對于外部量子效率的影響。研究人員選用的鑫圖Dhyana 400BSI相機采用背照式sCMOS芯片結構，95% QE和低至1.1e-的低噪聲讀出模式，保證了其在可見光光譜超高的信噪比，同時鑫圖相機還為用戶提供PRNU/DSNU圖形噪聲校正功能選項，選用該功能可以解決因芯片像素不均一性帶來的噪聲干擾，非常適合需要均一背景的定量分析應用。
參考文獻
Song Y, Liu R, Wang Z, et al. Enhanced emission directivity from asymmetrically strained colloidal quantum dots[J]. Science Advances, 2022, 8(8): eabl8219.
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