目前的材料科學研究旨在提高 LED 的能效、色彩質量和穩定性。一種備受關注實現高效照明的方法，就是加入膠體量子點（QDs），因為這些量子點的量子產率高達 80% 以上。此外，QDs 還具有可調發射帶寬的特點，而且只需改變其尺寸和成分，就能對發射光譜進行微調。這為開發具有卓越色彩質量的設備帶來了希望。為了優化發光特性，有必要在開發過程中對新材料和器件的電致發光和光致發光進行表征。

存在一個工具箱，它匯集了多種研究材料發光特性的方法。這些方法包括但不限于：

? 電致發光光譜，借助光致發光光譜儀分析 LED 在電激勵下的發射光譜。

? 時間分辨電致發光，此方法有助于理解載流子動力學，評估LED的時間響應，并監測材料在老化和降解過程中載流子壽命和復合動力學的變化。

? 光致發光光譜，利用光致發光光譜儀研究LED被光源（cw 燈或激光）激發后的發射光譜。

? 使用脈沖（通常為皮秒脈沖）激光激發的時間分辨光致發光，結合時間分辨光致發光光譜儀或顯微鏡來研究激發態的動態、重組過程以及載流子壽命。

? 光致發光量子產率測量，通過積分球測量光致發光量子產率，以確定材料在光激發時的光子發射效率。

值得一提的是，FluoTime 300時間分辨光致發光光譜儀能夠支持上述所有方法的實施。

本應用說明將展示使用FluoTime 300光譜儀對量子點LED的時間分辨光致發光和電致發光測量。

樣品由土耳其伊斯坦布爾科奇大學電子電氣工程系 Nizamoglu 小組友情提供。

獲取穩態發射光譜是為了確定材料的峰值波長，評估光譜形狀（即光譜純度），并檢測可能表明材料缺陷的次峰或峰肩。

圖1.顯示了這兩個組件的發射光譜，其中 QD 發出 525 nm左右的綠光，LED 芯片發出 450nm 左右的藍光。混合 QD-LED 的總發射光譜的最高峰與 QD 發射相對應，與溶液相比，QD 發射略有紅移。425 nm到 500 nm之間的發射波段與 LED 芯片相對應，而與標準 LED 芯片相比，混合器件的發射帶結構和強度有所不同。

接著，研究小組將發射光譜轉換成色度坐標，以便繪制色度圖。圖 2 中的色度圖顯示了 QD-LED 發出的光的感知顏色與單獨的 LED 芯片發出的藍色光相比，QD-LED 發出的光的感知顏色偏向綠色。這些信息

可用于進一步調整量子點的發射光譜和濃度，并計算相關色溫，即白光的色調。

研究小組還利用FluoTime 300，對QD-LED器件的時間分辨光致發光進行了表征。圖3.顯示了溶液中量子點的復雜衰減模式，可以用4個指數表示。當混合 LED 中加入 QD 時，電致發光的時間會更長，并且以 QD 發光的最長成分為主，而單獨 LED 的電致發光時間則極短。

通過將衰減曲線與適當的模型（如單或多指數衰變）相結合，可以提取載流子壽命并研究載流子復合動力學。

通過微區光致發光升級，可以用顯微鏡獲取額外的空間信息，來研究材料的局部變化或觀察載流子可視化擴散。

此外，時間分辨光致發光還可以通過顯示延遲發射成分來揭示陷阱態的存在 。