QLED以其高EQE和低成本等优势，在照明、显示和其他相关领域具有广泛应用前景。自1994年首次提出QLED，人们一直致力于优化其性能。常用的方法包括优化量子点（QDs）的合成技术或开发新的QD发光层材料，以提高发光层的效率；对器件结构进行优化，调节器件中的载流子平衡及激子形成效率。目前，基于红、绿和蓝三种颜色的量子点制备的器件EQE均超过20%。然而，具有单发光层的QLED的内量子效率的理论极限为100%，这极大限制了器件的EQE提升。而叠层结构的器件由于存在电荷产生层（CGL）和两个发光层，内量子效率的理论极限为200%。因此，开发叠层结构的器件是提高QLED的EQE的有效手段。
目前，叠层QLED取得了一些进展，但仍然存在高工作电压和低功率效率等问题。现有报道中的CGL的电荷产生率（产生电流与注入电流的比值）仍然相对较低，这会导致CGL两端出现压降，因此，迫切需要一种构建CGL的创新设计。除了电荷产生率之外，LEE也同样很大程度上影响器件的EQE。由于光的全反射现象，从QLED中的发光层发射的光子不能完全出射。光损耗主要有四个途径：表面等离子体损耗（~40%）；金属电极吸收（~4%）；衬底模式（~23%）；波导模式（~15%）。叠层QLED的EQE也同样受到LEE的约束，各功能层的厚度对叠层器件的上下两层发光单元的LEE都有显著影响。因此，提高器件LEE对提升叠层QLED效率起到了至关重要的影响。然而，到目前为止，还没有通过优化叠层QLED的LEE来提高器件EQE的相关研究报道。
在本研究中，研究团队提出了类体异质结CGL概念，并对器件上下发光单元的LEE进行优化，最终实现了EQE为42.9%、开启电压约为4.0V的高效叠层红光QLED。此外，由于CGL与电荷传输层之间存在不同注入势垒，使红绿双色叠层QLED展现出电压依赖的电致发光颜色变化特性。利用这一特点，研究团队制备了一种易于制作的电致-光致双重防伪标签，提高了防伪标签的安全性。
Figure.(a)平面和体异质结的电荷产生示意图。由于PEDOT：PSS和氧化锌之间的更广泛的有效界面，从界面到发射单元发生漏斗状电荷流。平面和体异质结CGL器件的电流密度电场强度（JE）特性在(b)电荷注入模式和(c)电荷产生模式下的结构。(d)有和不有微结构界面的CGLs的充电生成效率。(e)含和不含氟化锂层的串联QLEDs的电流密度发光-电压（JLV）和(f)外部量子效率-电流密度（EQE J）特性。(g)含lif的串联qled的峰EQE直方图。
(a)建议的防伪显示器的简化结构图（中）和光响应示意图（左）和电响应示意图（右）。在365 nm光刺激下，不同rqd厚度的双防伪器件的光响应照片。r-量子点层的厚度为(b) ~20 nm，(c) ~25 nm，(d) ~30 nm，(e) ~60 nm。在(f) 8 V，(g) 13 V电压下驱动下，具有~60nmr量子点层的防伪器件的电响应照片。
该研究成果的第一作者是吉林大学物理学院2021级光学专业硕士研究生周泰颖，吉林大学物理学院纪文宇、电子科学与工程学院谢文法、刘士浩为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金的资助。
