3月5日，上海大学机电工程与自动化学院新型显示技术及应用集成教育部重点实验室杨绪勇教授、张建华教授团队联合吉林大学张佳旗教授团队以“Homogeneous ZnSeTeS Quantum Dots for Efficient and Stable Pure Blue LEDs”为题，在国际顶级学术期刊《Nature》上发表关于環保型蓝光量子点发光二极管（QLED）的突破性研究文章。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-08645-4

    杨绪勇教授自2015年在上海大学组建纳米光电材料与器件团队以来，经过近10年的持续拼搏，团队不断攻克领域内科学技术难题，该项成果也是杨绪勇教授团队继2023和2024年在《Nature》上作为通讯作者发表杂化半导体LED领域研究论文以来（Nature 2023，622， 493-498； Nature 2024，631，73-79），在该领域取得的又一重大研究进展。

    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，上海大學爲第一完成單位，上海大學楊緒勇教授，張建華教授和吉林大學張佳旗教授爲論文通訊作者，楊緒勇教授指導的機自學院博士後吳倩倩（上海大學碩士及博士畢業）和曹璠（上海大學碩士畢業）爲論文共同第一作者，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，複旦大學楊迎國教授，澳大利亞科廷大學夾國華教授爲論文合作署名作者。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。

    量子點顯示以其更爲優秀的色彩表現力，已成爲引領新型顯示産業叠代升級的關鍵驅動力之一。近期，科學家們對譽爲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，红、绿光QLED性能已能够与商业有机LED （OLED）相媲美。而相比之下，由于更高的工作电压及需要克服更大的空穴注入势垒等原因，导致蓝光QLED器件性能进展落后，尤其是环境友好型的无重金属器件的发展更为迟缓，严重阻碍了QLED显示技术的商业化进程。

    ZnSeTe量子點被視爲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，由此産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，從而産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複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，産生短程勢作用力以捕獲空穴，並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，産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。

    爲解決這些關鍵難題，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能夠幹擾Te周圍的空穴局域化並避免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。

    相比传统ZnSeTe量子点，ZnSeTeS量子点在色纯度、激子辐射复合和结构稳定性等方面实现大幅提升。基于该四元量子点构建的蓝光QLED器件显示出24.7%的外量子效率，17 nm的发光半峰宽以及接近3万小时的T50寿命，突破了无重金属的纯蓝光QLED发光效率和稳定性的新纪录。这一重要研究进展将推进QLED显示技术的環保化进程。

    杨绪勇教授受邀为《Nature》杂志撰写了题为“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），该Research Briefing和Nature研究工作同天上线。被誉为“量子点艺术家”的韩国成均馆大学Eunjoo Jang教授（原韩国三星先进技术研究院研究员）对该Nature工作点评：“所研发的QLED性能是非常引人注目的，其高的效率和长的寿命已超过了先前报道的器件性能。”（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》应用物理科学主编Karl Ziemelis也给予该工作高度评价：“文章的魅力在于作者们研发了一种抑制组分不均匀的策略制备了非镉量子点，实现了与最好Cd基蓝光LED媲美的高效率、长寿命和光谱纯正的器件。”（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.）