鹵化鉛鈣鈦礦量子點(QDs)，這一新型半導體材料界的璀璨明星，憑借其卓越的光致發光量子產率(PLQY)、優異的色純度、寬廣的色域調節能力以及出色的溶液加工性，正在薄膜光電器件領域大放異彩。在鈣鈦礦QDs的研究與應用中，表面配體對于QDs的PLQY、穩定性和載流子傳輸性能起著至關重要的作用。

　　因此，在開發高性能鈣鈦礦QDs和制備高效的量子點發光二極管(QLEDs)的過程中，合理地選擇和搭配表面配體尤為關鍵。由于鈣鈦礦QDs具有較大的比表面積，表面缺陷的存在會顯著影響鈣鈦礦QDs的光學性能。因此，通常需要使用過量的有機配體來有效鈍化QDs表面缺陷。然而，有機配體的絕緣性質，會嚴重限制鈣鈦礦QDs在后續光電器件中載流子的注入和傳輸效率。

　　針對以上問題，在前期采用多功能短鏈噻吩烷基溴化銨配體改善鈣鈦礦量子點發光二極管器件性能的基礎上(ACS Applied Materials & Interfaces2023, 15(33), 40080-40087)，吳朝新教授團隊利用共軛有機配體的優勢，包括其離域的π電子、剛性的分子骨架以及優異的電導性。設計合成了一系列含有不同電子性質取代基的共軛配體，(E)-3-(4-取代苯基)丙基-2-烯-1-胺氫溴酸鹽衍生物(PPABr、4-CH3PPABr和4-F PPABr)，并將其用作后交換配體，調節鈣鈦礦QDs的載流子注入和傳輸。

　　結合理論計算和實驗研究，發現這類共軛配體具有沿著整個分子骨架更分散的電子云分布，將其引入到CsPbBr3QDs中，能夠顯著改善鈣鈦礦QDs薄膜的載流子傳輸。其中，含給電子性質取代基的4-CH3PPABr有效地促進了空穴的傳輸，而帶有吸電子性質取代基的4-F PPABr則更有助于電子的傳輸。

　　最終，基于4-CH3PPABr的最優綠光QLED實現了18.67%的最大外量子效率(EQE)。通過結合高折射率襯底和高折射率透鏡，其最大EQE進一步提升至23.88%。這項工作為通過配體設計實現QLED中載流子傳輸平衡提供了新的思路。

　　該工作以“通過功能性短鏈共軛配體增強載流子傳輸實現高效綠光鈣鈦礦量子點發光二極管”(Boosting carrier transport via functionalized short-chain conjugated ligands enables efficient green perovskite quantum dot light-emitting diodes)為題，近期發表于國際頂級期刊《化學工程雜志》(Chemical Engineering Journal2024, 501, 157596;影響因子13.3)。

　　第一作者為課題組博士生趙晨靜，共同一作為朱春蓉講師，袁方副教授和吳朝新教授為共同通訊作者。西安交通大學為第一作者單位和唯一通訊作者單位。此外，澳門大學王雙鵬教授也參與了該項研究。

　　該工作得到科技部政府間國際科技創新合作重點專項、自然科學基金委面上項目、博士后面上項目、省重點研發計劃等項目的支持，論文的表征及測試得到了西安交通大學分析測試共享中心的支持。吳朝新教授團隊長期研究新型功能材料的“光-電”與“電-光”物理機制及其器件應用如發光二極管、太陽能電池、光電探測器。