Tunneling effect in quantum-dot light-emitting diodes

量子点 量子隧道 发光二极管 光电子学 二极管 材料科学 量子点激光器 物理 凝聚态物理 半导体激光器理论
作者
Rongmei Yu,Jinbing Cheng,Yingying Lu,Chunying Pu,Ting Wang,Wenyu Ji
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:126 (1)
标识
DOI:10.1063/5.0246824
摘要

Charge carrier transportation in semiconductor films is a fundamental but crucial process for the light-emitting diodes. Although there have been many studies on charge transport properties of devices based on traditional inorganic crystals and organic amorphous films, such charge behavior within emerging quantum-dot light-emitting diodes (QLEDs)—which are composed of amorphous nanocrystal films with strong quantum confinement effects—has rarely been discussed. Here, we demonstrate that the tunneling effect really occurs in the hybrid QLEDs with ZnO as the electron-transport layer. By suppressing the thermal effect, a negative differential resistance (NDR) phenomenon is observed by decreasing the working temperature of the QLED low to 150 K. Two types of quantum dots (QDs) with different shell structures (i.e., different tunneling barrier) are used to comparatively examine the tunneling effect. The current density–voltage properties of the QLEDs reveal that the device based on QDs with the sharp core-shell structure (i.e., larger tunneling barrier) exhibits more obvious NDR behavior, which is attributed to the stronger tunneling effect. Our results offer significant insight into the charge dynamics and working mechanism in the QLEDs.
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