發(fā)光二極管（LED）由于其卓越的能效、長壽命和緊湊的外形，徹底改變了照明和顯示行業(yè)。自從首次展示高亮度藍(lán)光LED以來，白光LED（WLED）技術(shù)取得了顯著進(jìn)展，使其在通用照明、顯示和汽車應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用[[1], [2], [3]]。可溶液處理的量子點（QDs）作為半導(dǎo)體納米晶體的出現(xiàn)，使得量子點發(fā)光二極管（QLED）成為下一代顯示技術(shù)的有力候選者，這些顯示器具有大面積覆蓋、寬色域、超薄外形和柔性顯示應(yīng)用的特點[4]。
目前實現(xiàn)全彩QLED主要有兩種方法。第一種方法是并行制備紅色（R）、綠色（G）和藍(lán)色（B）量子點，這需要高精度的沉積技術(shù)，如噴墨打印。然而，這種方法存在薄膜均勻性差的問題，從而降低了器件性能并限制了其工業(yè)可擴(kuò)展性[5,6]。作為替代方案，結(jié)合圖案化彩色濾光片（CF）的白光QLED（WQLED）提供了更實用的解決方案。該方法利用成熟的光刻技術(shù)制造CF，無需進(jìn)行量子點圖案化，更適合大面積和高分辨率顯示器的生產(chǎn)。WQLED可以使用由RGB量子點混合物組成的單一發(fā)光層（EML）來實現(xiàn)白光發(fā)射，通過平衡顏色混合實現(xiàn)。然而，這種策略通常由于不同尺寸量子點之間的電荷復(fù)合不平衡而存在顏色穩(wěn)定性問題。此外，迄今為止研究的大多數(shù)量子點都是基于鎘（Cd）的，其固有的毒性對商業(yè)化應(yīng)用構(gòu)成了重大障礙[7]。
最近，人們研究了多種白光發(fā)光材料作為潛在替代品，如無鎘材料[[8], [9], [10], [11]]、碳點[12,13]、鉛基材料[14,15]和鈣鈦礦基材料[16,17]。然而，這些材料大多存在長期穩(wěn)定性差、加工性能受限以及毒性和環(huán)境影響等問題。相比之下，氧化鋅（ZnO）作為一種有前景且環(huán)保的材料[18,19]脫穎而出，它具有寬直接帶隙（約3.37 eV）、大的激子結(jié)合能（約60 meV）、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、高電子遷移率，以及與低溫溶液工藝的良好兼容性。這些優(yōu)勢使得ZnO特別適用于LED、光電探測器、激光二極管和在藍(lán)光到紫外（UV）光譜范圍內(nèi)工作的透明薄膜晶體管等光電子應(yīng)用[20,21]。在納米結(jié)構(gòu)的ZnO中，小尺寸和高表面積比導(dǎo)致表面缺陷的產(chǎn)生，從而可以控制本征缺陷，實現(xiàn)可見光區(qū)域的深能級發(fā)射（DLE）[22]。特別是ZnO量子點因其可以通過控制量子點尺寸來調(diào)節(jié)可見光發(fā)射特性，同時還能制備出致密均勻的層[23,24]，因此更受青睞。
盡管ZnO具有許多優(yōu)良特性，但由于難以實現(xiàn)穩(wěn)定的p型摻雜，基于ZnO的LED的發(fā)展仍然具有挑戰(zhàn)性[25]。在ZnO中實現(xiàn)p型摻雜的挑戰(zhàn)源于受體摻雜劑的低溶解度、深受體能級的形成以及本征施主型缺陷引起的補償效應(yīng)[26]。盡管如此，包括我們自己的研究在內(nèi)的近期研究已經(jīng)證明了通過溶液法成功合成了p型ZnO，從而實現(xiàn)了基于ZnO的LED的制備[[27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35]]。可重復(fù)地制備出具有足夠載流子濃度的p型ZnO關(guān)鍵在于在外部摻雜控制和內(nèi)在缺陷濃度調(diào)節(jié)之間找到微妙的平衡[22]。雖然之前已有報道關(guān)于ZnO納米結(jié)構(gòu)的低溫溶液合成，但這些研究主要集中在結(jié)構(gòu)形成或紫外發(fā)射方面，并未涉及受控受體摻雜或電致發(fā)光器件的集成[[25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35]]。在低溫下實現(xiàn)有效的磷（P）摻雜尤其具有挑戰(zhàn)性，因為摻雜劑活化受限且自補償效應(yīng)強烈。低溫?fù)饺隤可以形成缺陷復(fù)合體，增強深能級發(fā)射，從而實現(xiàn)來自單一發(fā)光層的光譜平衡的白光電致發(fā)光。這種方法結(jié)合了超低溫處理、缺陷工程化的可見光發(fā)射和高性能WLED操作，與之前報道的低溫ZnO合成方法有根本區(qū)別[[25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35]]。選擇P作為摻雜劑是因為它對ZnO中的缺陷形成有很強的親和力，并且能夠在溫和的合成條件下改變深能級發(fā)射特性。以往的研究主要集中在高溫合成的塊狀或薄膜ZnO上，重點在于實現(xiàn)穩(wěn)定的導(dǎo)電性和抑制補償性施主缺陷[[25], [26], [27], [28], [29], [30], [31], [32], [33], [34], [35]]。相比之下，本研究的目的不是重新制備P摻雜的ZnO，而是展示如何在超低溫下將磷摻入ZnO量子點中，從而同時調(diào)節(jié)電荷傳輸和缺陷介導(dǎo)的輻射復(fù)合。由于量子限制和表面相關(guān)缺陷態(tài)的高密度，P在ZnO量子點中誘導(dǎo)的受體復(fù)合體在選擇性電致發(fā)光復(fù)合中起積極作用，從而實現(xiàn)來自單一發(fā)光層的寬帶白光發(fā)射。因此，成功制備高效基于ZnO的WLED需要開發(fā)具有最佳空穴濃度的p型ZnO量子點，并將其有效集成到器件結(jié)構(gòu)中。
在本研究中，我們報道了在低溫下合成P摻雜的ZnO量子點，并將其作為WLED中的唯一發(fā)光層（EML）。使用眾所周知的p型摻雜劑P成功合成了P摻雜的ZnO量子點�；谶@些量子點的WLED能夠發(fā)出肉眼可見的白光。
