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Light-Emitting Quantum Dot Transistors: Emission atHigh Charge Carrier Densities

机译：发光量子点晶体管：在处的发射高电荷载流子密度

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摘要

For the application of colloidal semiconductor quantum dots in optoelectronic devices, for example, solar cells and light-emitting diodes, it is crucial to understand and control their charge transport and recombination dynamics at high carrier densities. Both can be studied in ambipolar, light-emitting field-effect transistors (LEFETs). Here, we report the first quantum dot light-emitting transistor. Electrolyte-gated PbS quantum dot LEFETs exhibit near-infrared electroluminescence from a confined region within the channel, which proves true ambipolar transport in ligand-exchanged quantum dot solids. Unexpectedly, the external quantum efficiencies improve significantly with current density. This effect correlates with the unusual increase of photoluminescence quantum yield and longer average lifetimes at higher electron and hole concentrations in PbS quantum dot thin films. We attribute the initially low emission efficiencies to nonradiative losses through trap states. At higher carrier densities, these trap states are deactivated and emission is dominated by trions.
机译：对于胶体半导体量子点在光电器件（例如太阳能电池和发光二极管）中的应用，至关重要的是了解和控制其在高载流子密度下的电荷传输和复合动力学。两者都可以在双极性发光场效应晶体管（LEFET）中进行研究。在这里，我们报告第一个量子点发光晶体管。电解质门控PbS量子点LEFET从通道内的受限区域显示近红外电致发光，这证明了配体交换量子点固体中的真正双极性传输。出乎意料的是，外部量子效率随电流密度而显着提高。此效应与PbS量子点薄膜中较高的电子和空穴浓度下的光致发光量子产率的异常增加和更长的平均寿命相关。我们将最初的低发射效率归因于陷阱状态引起的非辐射损失。在更高的载流子密度下，这些陷阱态被停用，并且发射由tri子控制。

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