1. 形貌表征

納米顆粒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)還通過HRTEM觀察進(jìn)行了進(jìn)一步表征。

• 圖3c展示了使用康寧AFR合成的Zn_1-xMg_xO納米顆粒的尺寸和形態(tài)的HRTEM圖像。在60°C下合成的Mg離子濃度為x = 15%的Zn_1-xMg_xO納米顆粒具有均勻的尺寸分布，從2.5到4.5 nm不等，平均直徑為3.5 nm，如圖3c所示。

• 圖3c的插圖是從一個(gè)Zn_1-xMg_xO納米顆粒記錄的代表性HRTEM圖像，顯示了納米晶體的細(xì)節(jié)和其單晶性質(zhì)。晶格的顯示圖像與纖鋅礦ZnO的(002)平面相匹配，略小于標(biāo)準(zhǔn)值0.52 nm。這是Mg離子嵌入ZnO晶格的證據(jù)，因?yàn)镸g離子的半徑（0.57 ?）略小于Zn離子的半徑（0.60 ?），并且Zn離子與Mg離子的置換將導(dǎo)致晶格的收縮。

使用AFM分析測(cè)量了從使用AFR和傳統(tǒng)一鍋法合成的Zn_1-xMg_xO納米顆粒形成的薄膜的表面形貌，如圖3d、e所示。

• 使用AFR合成的Zn_1-xMg_xO納米顆粒形成的薄膜的表面粗糙度為0.72 nm，

• 而傳統(tǒng)一鍋法合成的薄膜的表面粗糙度為1.77 nm。

AFR合成的納米顆粒形成的更光滑的表面保證了它與其他功能層之間更好的接觸界面和更高效的電荷注入，例如在制備QLED等電子器件時(shí)。與釜式反應(yīng)器相比，康寧LRS流動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)器顯著提高了時(shí)空產(chǎn)量（STY），提高了37倍。

2. 光譜表征

近紫外吸收測(cè)量能夠確定這些NPs中的量子限制效應(yīng)。在這里，測(cè)量了紫外-可見吸收光譜，以研究帶隙變化與鎂離子濃度增加之間的關(guān)系。

圖4. AFR合成的NP（a）和傳統(tǒng)一鍋法合成的NP在不同Mg摻雜濃度下的紫外-可見吸收光譜

對(duì)于通過AFR和傳統(tǒng)一鍋法合成的NPs，如圖3a、b的吸收光譜所證實(shí)的，帶隙的藍(lán)移隨著Mg摻雜濃度的增加而發(fā)生。

• 值得注意的是，對(duì)于由AFR合成的NPs，在x=0%至x=15%的摻雜范圍內(nèi)，帶隙的增加與Mg濃度的增加幾乎是線性的。

• 當(dāng)摻雜濃度進(jìn)一步增加到x=20%時(shí)，帶隙變化的斜率變得平滑，表明最佳摻雜濃度在x=5%左右，如圖4a所示。

• 在傳統(tǒng)的一鍋合成方法的情況下，帶隙隨著Mg摻雜濃度的增加而發(fā)生不規(guī)則變化，如圖4b所示。

3.制備不同紅色QLED并比較性能表現(xiàn)

為了研究通過AFR和傳統(tǒng)一鍋法合成的Zn_1-xMg_xO NPs的電子傳輸特性，用Zn_1-xMg_xO（x=15%）NPs制備了紅色QLED器件，并標(biāo)記為器件A（AFR合成）和B NPs（一鍋合成）。

圖5.（a） QLED的原理圖，（b） J?V?L，（c）EQE?L、（d）C.E.?L和（e）P.E.?L特性，（f） 兩個(gè)樣本的載波移動(dòng)性。

它們性能的綜合比較如圖4所示：

• 圖5a顯示了典型的器件結(jié)構(gòu)。

• 圖5b中紅色QLED的電流密度-亮度-電壓（J?L?V）曲線所示，設(shè)備A的開啟電壓為1.92 V。在8835 cd m^?2的亮度下，設(shè)備A最大EQE達(dá)到12.1%，對(duì)應(yīng)于17.56 cd A^?1的最大電流效率（C.E.）和18.21 lm W^?1的功率效率（P.E.），如圖5c?E所示。

• 與器件B相比，器件A的導(dǎo)通電壓降低了1.5%，EQE、C.E.和P.E.分別提高了25.13%、21.6%和26.9%。

• 圖5b還表明，在0至2.04V的低電壓下，器件A的電流密度低于器件B的電流密度，這意味著器件A的漏電流較低。據(jù)信，Zn_1-xMg_xO NPs的均勻尺寸分布是低漏電流的原因，因?yàn)樾纬闪烁饣谋砻?。如支持信息?nèi)的另一個(gè)觀察結(jié)果表明，器件A的發(fā)光均勻性和壽命均優(yōu)于器件B。

所有上述性能的提高都是器件A（AFR合成NPs）中作為ETL的Zn_1-xMg_xO NP的更均勻的尺寸分布帶來的的好處。