福州大學(xué)發(fā)表最新Nature論文

編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

全彩超高分辨率量子點(diǎn)發(fā)光二極管（URQLED）因其高效率和穩(wěn)定性，成為下一代近眼顯示器的關(guān)鍵器件。然而，現(xiàn)有量子點(diǎn)圖案化技術(shù)難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)像素尺寸、全彩集成與高性能。

2026 年 4 月 1 日，福州大學(xué)李福山教授作為通訊作者，林立華作為第一作者，在Nature期刊發(fā)表了題為：Nanoscale transfer-printed full-colour ultrahigh-resolution quantum dot LEDs 的研究論文。

該研究通過(guò)納米轉(zhuǎn)印，實(shí)現(xiàn)了全彩超高分辨量子點(diǎn)發(fā)光二極管，研究團(tuán)隊(duì)將該技術(shù)與集成電路相結(jié)合，成功制備出可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)像素的主動(dòng)矩陣顯示原型，驗(yàn)證了其在實(shí)際顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力，為新一代近眼顯示技術(shù)提供了重要理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。

在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)從納米制造工藝與器件物理機(jī)制兩個(gè)層面開(kāi)展系統(tǒng)性研究。在工藝方面，創(chuàng)新性構(gòu)建了“硬質(zhì)納米壓印-整體倒置轉(zhuǎn)印”技術(shù)體系，通過(guò)引入可重復(fù)使用的高精度硅模板，實(shí)現(xiàn)了紅、綠、藍(lán)量子點(diǎn)像素陣列在納米尺度上的高保真復(fù)制；同時(shí)提出“雙作用力”調(diào)控策略，使量子點(diǎn)在微納像素中實(shí)現(xiàn)致密均勻排布，從而顯著提升發(fā)光均勻性與器件性能。此外，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了新型保護(hù)層結(jié)構(gòu)，有效避免材料殘留與顏色串?dāng)_，實(shí)現(xiàn)了高純度、高一致性的全彩像素陣列構(gòu)建。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在物理機(jī)制層面取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)首次系統(tǒng)揭示了納米尺度像素結(jié)構(gòu)中電場(chǎng)分布不均勻這一關(guān)鍵限制因素，發(fā)現(xiàn)像素邊緣區(qū)域存在顯著的電場(chǎng)集中效應(yīng)，從而引發(fā)能量損失與器件性能衰減。基于上述發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)提出了通過(guò)引入納米級(jí)氧化鈦材料調(diào)控器件內(nèi)部介電特性，實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)分布均勻化，從而從根本上提升器件效率與穩(wěn)定性。

得益于工藝與機(jī)制的協(xié)同優(yōu)化，研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了高性能全彩量子點(diǎn)發(fā)光器件。其中，紅光器件外量子效率達(dá)到 26.1%，工作壽命超過(guò) 6 萬(wàn)小時(shí)；綠光與藍(lán)光器件性能顯著提升。紅綠藍(lán)像素化白光器件效率達(dá)到 10.1%，刷新了高分辨率量子點(diǎn)顯示的性能紀(jì)錄。進(jìn)一步地，研究團(tuán)隊(duì)將該技術(shù)與集成電路相結(jié)合，成功制備出可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)像素的主動(dòng)矩陣顯示原型，驗(yàn)證了其在實(shí)際顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。

總的來(lái)說(shuō)，該研究在超高分辨率量子點(diǎn)顯示的制造工藝與器件物理機(jī)制方面實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性突破，不僅解決了納米尺度下高質(zhì)量圖案構(gòu)建與性能退化的關(guān)鍵問(wèn)題，還建立了“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-電場(chǎng)調(diào)控-性能提升”的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，為新一代近眼顯示技術(shù)提供了重要理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10333-w