สถานะการวิจัยของวัสดุควอนตัมดอทและการใช้งานในด้านโฟโตลูมิเนสเซนส์และอิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์

หลังจากการค้นพบปรากฏการณ์ทางกายภาพใหม่ๆ มากมายของนาโนคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ [1-5] ได้มีการค้นพบการใช้งานที่เป็นไปได้มากมายโดยใช้จุดควอนตัม (QD) เนื่องจากเอฟเฟกต์การจำกัดควอนตัมและเอฟเฟกต์ขนาดควอนตัม จุดควอนตัมของเซมิคอนดักเตอร์มีลักษณะของสเปกตรัมการกระตุ้นที่กว้าง ครึ่งความกว้างที่แคบ ความยาวคลื่นที่ปรับได้ และการประมวลผลโซลูชัน ฯลฯ ซึ่งได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง [6-9] หลังจากกว่า 30 ปีของการพัฒนา วัสดุจุดควอนตัมได้รับ"เส้นทางการสังเคราะห์สีเขียว" และประสิทธิภาพของวัสดุเหล่านี้ค่อยๆ ดีขึ้น ทำให้สามารถผลิตและจัดหาผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมได้ ปัจจุบันได้มีการพัฒนาอุปกรณ์โฟโตลูมิเนสเซนต์สำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์ และอุปกรณ์ชุดนี้ถูกใช้ในไฟ LED และช่องแสดงผล [10-12] โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการแสดงผล จุดควอนตัม เช่น cdse มีความกว้างของเส้นที่แคบมาก ความอิ่มตัวของสีสูง และความสามารถในการสร้างสีที่แข็งแกร่งสำหรับวัตถุ ซึ่งสามารถเข้าถึงขอบเขตสี ntsc ได้มากกว่า 120% [13,14] ทำให้ทีวีส่วนใหญ่ ในโลกที่ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์หน้าจอโทรศัพท์มือถือต้องการ นับตั้งแต่ SONY เปิดตัวควอนตัมดอททีวีเครื่องแรกในปี 2556 บริษัทต่างๆ เช่น TCL, Samsung, LG และ Nanojing Technology ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ควอนตัมดอทหลายรายการ ครอบคลุมหลายสาขา เช่น ทีวี โทรศัพท์มือถือ และจอคอมพิวเตอร์ [15,16] ที่นิทรรศการ CES ปี 2018 ในสหรัฐอเมริกา TCL, Hisense และบริษัทอื่นๆ ได้ผลักดันเทคโนโลยีการแสดงผลควอนตัมดอท ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการพัฒนาและการเติบโตของการแสดงควอนตัมดอทอย่างแน่นอน คาดว่าในปี 2025 การแสดงควอนตัมดอทสามารถครองตลาดได้มากกว่า 30% [17]

การทบทวนนี้เน้นที่การประยุกต์ใช้จุดควอนตัมกับการใช้โฟโตลูมิเนสเซนซ์และการใช้แสงอิเล็กโตรลูมิเนสเซนซ์ของแสงสีคุณภาพสูงและเทคโนโลยีการแสดงผล การพัฒนาจุดควอนตัมได้เข้าสู่ขั้นตอนของการใช้งานเชิงพาณิชย์ตั้งแต่การให้แสงครั้งแรกจนถึงปัจจุบัน's photoluminescence high color gamut display backlight ในขั้นต่อไป เราสามารถจินตนาการได้ว่าการค่อยๆ ลดต้นทุนของจุดควอนตัม การสังเคราะห์ในวงกว้าง และความพยายามของผู้ผลิต เช่น QD Vision, Samsung และ LG ในด้านอิเล็กโทรลูมิเนสเซนซ์ควอนตัมดอท จะช่วยส่งเสริม ไฟฟ้าพื้นที่ขนาดใหญ่ของจุดควอนตัม การจำหน่ายอุปกรณ์ไฟฟ้าเรืองแสง

2. จุดควอนตัมคอลลอยด์

จุดควอนตัมคอลลอยด์มักจะอ้างถึงผลึกขนาดนาโนที่สังเคราะห์และประมวลผลในสารละลาย [18] ซึ่งสามารถกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในสารละลาย พื้นผิวของจุดควอนตัมถูกปกคลุมด้วยชั้นของแกนด์อินทรีย์ และแกนด์เชื่อมต่อกันด้วยพันธะประสาน ไปที่ผิวของจุดควอนตัม จุดควอนตัมที่พบบ่อยที่สุดคืออนุภาคนาโนของเซมิคอนดักเตอร์ที่ประกอบด้วยกลุ่ม II-VII (cdse, cds, Znse, cds, Pbs, Pbse), กลุ่ม III-VI (InP, InAs) หรือกลุ่ม I-III-VII (cuIns2, AgIns2) โดยการรวมองค์ประกอบและลิแกนด์ที่แตกต่างกันในการสังเคราะห์ สามารถรับจุดควอนตัมที่มีสัณฐานวิทยาและคุณสมบัติต่างกันได้ [19,20]

เนื่องจากเอฟเฟกต์ขนาดควอนตัมและเอฟเฟกต์การจำกัดควอนตัม เพียงแค่ปรับขนาดของจุดควอนตัมที่เตรียมไว้ สเปกตรัมสามารถครอบคลุมความยาวคลื่นทั้งหมดตั้งแต่สีน้ำเงินไปจนถึงอินฟราเรดใกล้ [21-23] ตัวอย่างเช่น จุดควอนตัมแคดเมียมซีลีไนด์ เมื่อขนาดอนุภาคสังเคราะห์เพิ่มขึ้นจาก 2 นาโนเมตร เป็น 8 นาโนเมตร ภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต สีของมันสามารถเปลี่ยนสีจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง [24] ในปัจจุบัน จุดควอนตัมที่ใช้แคดเมียมได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยม [25] และจุดควอนตัมที่ประกอบด้วยแคดเมียม สังกะสี ซีลีเนียม กำมะถัน และองค์ประกอบอื่นๆ ได้เข้าสู่ขั้นตอนการใช้งานแล้ว ในเวลาเดียวกัน จุดควอนตัมที่ปราศจากแคดเมียม เช่น InP [26] ก็อยู่ในขั้นตอนการวิจัยเช่นกัน จุดควอนตัม perovskite ยังเป็นระบบการวิจัยที่เป็นที่นิยมในปัจจุบัน แต่ความเสถียรของจุดควอนตัม perovskite ยังคงเป็นปัญหาอยู่ การทบทวนนี้เน้นที่จุดควอนตัมเซมิคอนดักเตอร์ของสารกึ่งตัวนำคอลลอยด์

2.1. การพัฒนาการสังเคราะห์จุดควอนตัม

การสังเคราะห์จุดควอนตัมมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาจุดควอนตัม สามารถรับเฉพาะจุดควอนตัมที่เสถียรและเชื่อถือได้เพื่อวางรากฐานสำหรับการวิจัยและการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม ตามระบบการสังเคราะห์ของจุดควอนตัม มันถูกแบ่งออกเป็นเฟสน้ำและระบบเฟสน้ำมัน แต่ความเสถียรของจุดควอนตัมที่สังเคราะห์ในระยะน้ำไม่ดี ผลผลิตควอนตัมต่ำ การกระจายขนาดกว้าง และเป็น ง่ายต่อการจับตัวเป็นก้อนและตกตะกอน และค่อยๆ กำจัดออกไป [27] ในระบบเฟสของน้ำมัน โดยปกติรวมถึงในตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีจุดเดือดสูงที่อุณหภูมิ 120-360°C สารตั้งต้นจะทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างนิวเคลียสของจุดควอนตัมและหยุดการเจริญเติบโตโดยการทำให้เย็นลงในภายหลัง [25,28,29] ในปี 2544 Peng [29] และบริษัทอื่นๆ ประสบความสำเร็จในการเตรียมจุดควอนตัม cdse, cds และ cdte โดยใช้แคดเมียมออกไซด์ซึ่งมีความเป็นพิษและการเกิดปฏิกิริยาต่ำ จากนั้นในปี 2545 ได้มีการเสนอระบบตัวทำละลายที่ไม่ประสานกัน [30] ซึ่งปัจจุบันเป็นระบบที่ใช้กันมากที่สุด ระบบอ็อกทาดีนแบบกว้าง ซึ่งเป็นสารละลายที่มีจุดเดือดต่ำและละลายต่ำ ได้เตรียมจุดควอนตัมของ cds ในบรรยากาศ Ar เรียบร้อยแล้ว ระบบการสังเคราะห์นี้ไม่จำเป็นต้องทำปฏิกิริยาในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีน้ำ และปฏิกิริยานั้นไม่รุนแรง คุณภาพของนิวเคลียสของผลึกนั้นง่ายต่อการควบคุม ความสามารถในการทำซ้ำของการทดลองนั้นดี กระบวนการเตรียมการง่ายขึ้น และเป็นที่รู้จักกันในชื่อ [ GG] quot;เส้นทางการสังเคราะห์สีเขียว". ตอนนี้เป็นวิชาการและอุตสาหกรรม ทั้งหมดนี้ถูกสังเคราะห์โดยใช้วิธีนี้

ในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา วิธีไมโครรีแอคชั่นก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน วิธีนี้สามารถใช้ในการผลิตนาโนคริสตัลในปริมาณมาก และควบคุมคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีได้ดี เนื่องจากความสามารถในการควบคุมที่เพิ่มขึ้นของเครื่องปฏิกรณ์ การรวมเซ็นเซอร์ที่สามารถวิเคราะห์ได้แบบเรียลไทม์ในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ และการปรับให้เหมาะสมของอัลกอริธึมเพื่อเพิ่มเอาต์พุตทำให้การปรับปรุงนี้เป็นไปได้ [31,32] คอลลอยด์นาโนคริสตัลสามารถสังเคราะห์ได้สำเร็จในเครื่องปฏิกรณ์ไมโคร เช่น cdte, cdse, InP[33,34] และแม้แต่ cdse/Zns และ Znse/Zns core/shell quantum dots [35] แม้ว่าวิธีไมโครรีแอคเตอร์สามารถแทนที่การสังเคราะห์แบบแบตช์ได้ แต่จำเป็นต้องมีการปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อสังเคราะห์นาโนคริสตัลที่มีองค์ประกอบ รูปร่าง และคุณสมบัติการเรืองแสงที่ควบคุมได้ที่ซับซ้อนมากขึ้น

รูปที่ 1 ประวัติการพัฒนาจุดควอนตัม

2.2. การออกแบบโครงสร้างจุดควอนตัมและการเพิ่มประสิทธิภาพ

จุดควอนตัมมีขนาดเล็กและมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ขึ้นอยู่กับขนาดของพวกมัน ~10% -80% ของอะตอมทั้งหมดตั้งอยู่บนพื้นผิว เหลือเพียงไซต์การกระจายเพียงบางส่วน พันธะห้อยบนพื้นผิวที่ไม่อิ่มตัวเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นกับดักประจุที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถลดผลผลิตของควอนตัมได้อย่างมาก และสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนได้ง่ายและไม่เสถียร [36] กลยุทธ์แรกในการทำให้พันธะที่ห้อยต่องแต่งเหล่านี้อิ่มตัวคือการทำให้ทู่อินทรีย์ ในกระบวนการนี้ ลิแกนด์อินทรีย์ที่เหมาะสมสามารถใช้เป็นการประสานกันของอะตอมบนพื้นผิวและยังสามารถปรับปรุงความสามารถในการละลายของจุดควอนตัมในตัวทำละลายที่กำหนด ลิแกนด์ทั่วไปรวมถึงไตรออกทิลฟอสฟีน (toP), ไตรออกทิลฟอสฟีนออกไซด์ (toPo), กรดโอเลอิก (oA) และแฟตตีเอมีนต่างๆ (เช่น โอเลอิลามีน, ออกติลามีน เป็นต้น) [37,38] ด้วยการใช้ลิแกนด์พื้นผิวเหล่านี้ ผลผลิตควอนตัมที่ต่ำของจุดควอนตัมที่ไม่มีการพาสซีฟ (โดยปกติคือ<1%) สามารถเพิ่มได้บางส่วนเป็นระหว่าง="" 1%="" ถึง="" 50%="">

วิธีแก้ปัญหาทั่วไปในการเอาชนะความไม่เสถียรของแกนกลางคือการขยายชั้นเปลือกอนินทรีย์แบบ epitaxially รอบแกน ขึ้นอยู่กับว่าขอบของแถบการนำไฟฟ้า (cB) และแถบวาเลนซ์ (VB) ของวัสดุจำนวนมากเรียงตัวกันอย่างไรเมื่อเทียบกับเปลือกแกนกลาง ตัวเลือกเฉพาะของวัสดุหลักและเปลือกสามารถกำหนดโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงมีการเรืองแสงที่แตกต่างกัน ลักษณะเฉพาะ. ด้วยการเตรียมโครงสร้างเฮเทอโรโครงสร้างแกน/เปลือกอนินทรีย์ที่แตกต่างกัน การกระจายเชิงพื้นที่ของอิเล็กตรอนและรูในจุดควอนตัมสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำเพื่อให้การปรับคุณสมบัติทางแสง อิเล็กทรอนิกส์ และเคมีที่จำเป็นเพื่อปรับให้เข้ากับศักยภาพที่หลากหลาย Bawendi [38] และ Alivisatos [40] รายงานการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับการเติบโตของ cdse/Zns และ cdse/cds โดยเน้นถึงอิทธิพลขององค์ประกอบของเปลือกและความหนาในการย้ายถิ่นฐานของผู้ให้บริการ และเสนอความเครียดของแกนส่วนต่อประสาน/เปลือกขัดแตะที่สำคัญ ในบรรดาวิธีการสังเคราะห์ทั้งหมดที่ใช้ในการขยายแกน/เปลือกจุดควอนตัม รูปแบบการดูดซับและปฏิกิริยาชั้นไอออนอย่างต่อเนื่อง (sILAR) ที่พัฒนาโดย Li[41] et al เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดมาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขั้นตอน SILAR มักจะใช้เวลานานและซับซ้อน จุดควอนตัมที่เตรียมโดย" วิธีหนึ่งหม้อ" มีผลตอบแทนควอนตัมสูง การสังเคราะห์จุดควอนตัม cdse/cds/cdZns core/multi-shell โดยใช้ไมโครเวฟช่วย [42] มีการเรืองแสงสูงและมีเสถียรภาพที่ดีเยี่ยม วิธีนี้นำเสนอข้อดีบางประการในการสังเคราะห์โดยใช้การฉีด เช่น การเลือกกระตุ้นของสารตั้งต้น ความสามารถในการทำซ้ำแบบแบตช์ต่อแบทช์สูง และการผลิตนาโนคริสตัลที่เกือบจะต่อเนื่องเกือบ อีก"วิธีหนึ่งหม้อ" ใช้เพื่อเตรียมเลเยอร์เชลล์ CDS/ZNS ที่มีการไล่ระดับสีภายนอกแกน CDSE เนื่องจากส่วนต่อประสานคริสตัลควบคุมระหว่างชั้นเปลือกทั้งสองที่อุณหภูมิสูง 310 ° C จึงมีผลผลิตควอนตัมประมาณ 90% [43]

อย่างไรก็ตาม วัสดุหลักและเปลือกมักจะมีพารามิเตอร์ขัดแตะต่างกัน ดังนั้น ข้อบกพร่องของโครงสร้างที่มักจะปรากฏที่ส่วนต่อประสานของ core-shell ทำให้เกิดช่องทางการลดทอนที่ไม่ใช่การแผ่รังสี และโครงสร้างนี้จะลดผลตอบแทนควอนตัมของจุดควอนตัมด้วย ดังนั้น นอกเหนือจากการพิจารณาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุแล้ว เปลือกต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อให้ตาข่ายไม่ตรงกันขั้นต่ำระหว่างแกนกลางและเปลือกเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องของโครงสร้าง [44] เพื่อที่จะแก้ปัญหานี้ วิธีที่เป็นไปได้คือการใช้ชั้นของเปลือกโลหะผสมหรือระดับการไล่ระดับสีเป็นชั้นบัฟเฟอร์ ในโครงสร้างนี้ ชั้นโลหะผสมที่จัดระดับซึ่งค่อย ๆ เปลี่ยนจากวัสดุหนึ่งเป็นอีกวัสดุหนึ่งถูกใช้เพื่อบรรเทาความเครียดที่เกิดจากโครงตาข่ายที่ไม่ตรงกัน ในปี 2548 มีการสังเคราะห์จุดควอนตัมหลายเชลล์ CDSE / CDS / Zn0.5cd0.5s / ZNS ที่มีความสว่างสูงเป็นครั้งแรก [45] และเสนอแนวคิดนี้ โดยการค่อยๆ เปลี่ยนชั้นโลหะผสมระหว่าง ZNS ซึ่งมีแลตทิซที่ไม่ตรงกันกับ CDS มากขึ้น ได้ผลผลิตควอนตัมที่สูงขึ้น แนวคิดนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุจุดควอนตัมต่างๆ นอกจากนี้ อัลลอยด์แบบเกรเดียนท์นี้สามารถยับยั้งการรวมตัวของสว่านที่ไม่ก่อให้เกิดรังสีได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกเหนือจากการออกแบบเปลือกที่แตกต่างกันด้วยพารามิเตอร์ขัดแตะที่แตกต่างกันสำหรับการเรืองแสงด้วยไฟฟ้าแล้ว ชั้นโลหะผสมแบบไล่ระดับยังสามารถลดการรวมตัวกันของสว่านที่ไม่ผ่านการฉายรังสีอีกด้วย เพื่อปรับปรุงอัตราการสลายตัว ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกของการเรืองแสงด้วยไฟฟ้า [46]

3. การประยุกต์ใช้โฟโตลูมิเนสเซนซ์ของจุดควอนตัม

ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องของวิธีการสังเคราะห์ การออกแบบโครงสร้าง และการปรับปรุงประสิทธิภาพของควอนตัมดอททีละน้อย การวิจัยและการจำหน่ายอุปกรณ์ควอนตัมดอทโฟโตลูมิเนสเซนซ์จึงดำเนินการอย่างต่อเนื่องเช่นกัน [47-50] การใช้งานโฟโตลูมิเนสเซนซ์ทั้งสองแบบส่วนใหญ่เป็นแอพพลิเคชั่นการให้แสงดัชนีการแสดงสีสูงโดยใช้แสงที่มองเห็นได้ของจุดควอนตัมครอบคลุมเต็มสเปกตรัม และการใช้แบ็คไลท์ของจอแสดงผลโดยใช้แบนด์วิดท์การแผ่รังสีที่แคบ

รูปที่ 2 ข้อดีของจุดควอนตัมใน (a) จอแสดงผลและ (b) แสงสว่าง

3.1. อุปกรณ์ให้แสงโซลิดสเตตดัชนีการเรนเดอร์สีสูง

อุปกรณ์ให้แสงสว่างแบบโซลิดสเตตแสงสีขาวแบบดั้งเดิมมักจะประกอบด้วยไดโอดเปล่งแสง GAN และ YAG:CE สารเรืองแสงหายากสีเหลือง [51] แต่ไฟ LED สีขาวนี้มักจะแสดงการกระจายอุณหภูมิสีสูง (CCT>5000K) และ ดัชนีการแสดงผลสีต่ำ (CRI)<70) fwhm="">60nm) และการสูญเสียนี้ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ ในทางตรงกันข้าม การปรับจุดควอนตัมในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ช่วยให้สามารถควบคุมการผสมสีได้มากขึ้น และครึ่งความกว้างของสเปกตรัมค่อนข้างแคบ (FWHM=~30nm) ซึ่งสามารถสร้างแสงสีขาวคุณภาพสูงขึ้นด้วยการปรับแต่งที่แม่นยำ สเปกตรัม (cRI> 90) [55] ในปี 2008 Nizamoglu et al. [56] ศึกษากลไกที่จุดควอนตัม CDSE/ZNS สามารถเปล่งแสงสีแดงและสีเขียว และเป็นครั้งแรกที่ห่อหุ้มจุดควอนตัมในชิป LED สีน้ำเงินเพื่อให้ได้แสงสีขาว โครงสร้างไฮบริดของจุดควอนตัมเป็นหนึ่งในวิธีการแรกๆ ของการใช้ LED สีน้ำเงินเพื่อสร้างแสงสีขาวคุณภาพสูง การประยุกต์ใช้จุดควอนตัมเชิงพาณิชย์ที่เก่าแก่ที่สุดคือการใช้แสงแบบโซลิดสเตต ในปี 2010 QD Vision ในสหรัฐอเมริกาและเทคโนโลยี Nanojing ของจีนได้แนะนำอุปกรณ์ทำความเย็นแบบควอนตัมดอทเพื่อความอบอุ่น และนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ไฟ LED

วิธีหนึ่งในการใช้จุดควอนตัมเพื่อเตรียมอุปกรณ์ให้แสงสว่างแบบโซลิดสเตตที่มีดัชนีการแสดงสีสูงคือการใช้ฟอสเฟอร์และจุดควอนตัมเพื่อผสมผสาน และใช้สเปกตรัมแสงสีแดงที่ยอดเยี่ยมของจุดควอนตัมเพื่อชดเชยสเปกตรัมของฟอสเฟอร์ เพื่อให้บรรลุ ดัชนีการเรนเดอร์สีสูง การปล่อยแสงสีขาว chung[57] ผสม cdse/Znse core/shell quantum dots แสงสีแดงใน YAG:ce สารเรืองแสงด้านบนและบรรจุไว้ใน LED ซึ่งสามารถเพิ่มดัชนีการแสดงผลสีเป็น 92; ซิฟฟาโลวิค[58] เป็นต้น ใช้จุดควอนตัม cdse/Znse ผสมกับสารเรืองแสงและทำให้เป็นฟิล์มบาง ดัชนีการแสดงสีของอุปกรณ์แสงสีขาวที่บรรจุหีบห่อถึง 92; เซีย [59] et al. ปรับโครงสร้างของจุดควอนตัมและสารเรืองแสง และห่อหุ้มชั้นสารเรืองแสงบนฟิล์มจุดควอนตัมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของลูเมนเป็น 110lm/W และดัชนีการแสดงสีถึง 90

อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ประโยชน์จากสเปกตรัมที่ปรับได้ของจุดควอนตัม และใช้จุดควอนตัมที่มีพีคการแผ่รังสีที่แตกต่างกันสำหรับบรรจุภัณฑ์ ลี [60] และคณะ จุดควอนตัม InP ที่เปล่งแสงสีแดงและสีเขียวห่อหุ้มจากระยะไกล พิกัดสีของแสงสีขาวที่สามารถเข้าถึงได้ (0.27, 0.23) หน้าแข้ง [61] et al. ใช้ช่องว่างอากาศเพื่อห่อหุ้มจุดควอนตัมบนชิป LED ที่หยดด้วยซิลิโคนเรซิน ดัชนีการแสดงสีถึง 81; หลิน [62] et al. จุดควอนตัมผสมสีต่างๆ ของ cdse/Zns บนพื้นผิวที่ยืดหยุ่นได้ และใช้แหล่งกำเนิดแสงอัลตราไวโอเลตเป็นแสงกระตุ้น และดัชนีการแสดงสีสูงสุดอยู่ที่ 96

นอกจากนี้ การแนะนำไอออนเจือที่แอคทีฟเชิงแสงในจุดควอนตัมสามารถแนะนำพีคการปลดปล่อยสิ่งเจือปนในสเปกตรัมการแผ่รังสีของจุดควอนตัม ซึ่งสามารถรวมเข้ากับแสงที่ปล่อยออกมาอื่นๆ เพื่อสร้างแสงสีขาวได้ นี่คือหลักการของการใช้เจือไอออนเพื่อเปล่งแสงเพื่อเตรียมไฟ LED สีขาว . เมื่อเทียบกับจุดควอนตัมที่ไม่เจือปน จุดสูงสุดของสิ่งเจือปนจะเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อเทียบกับจุดสูงสุดของการแผ่รังสีขอบแถบของโฮสต์ ซึ่งเพิ่มการเปลี่ยนแปลงของสโตกส์ ซึ่งจะช่วยลดอิทธิพลของการดูดซึมตนเองของจุดควอนตัม ในเวลาเดียวกันเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุเรืองแสงที่เจือปน เนื่องจากวัสดุที่ไม่เจือปนจะมีความคงตัวทางแสงและความร้อนสูงกว่า [63] ตามรายงานของวรรณคดี ไฟ LED สีขาวที่เตรียมโดยการปล่อยไอออนเจือปนสามารถแบ่งคร่าวๆ ได้เป็นสามประเภท: Mn2+ doping, cu2+ doping และ Mn2+ และ cu2+ co-doping ซู[64] et al. cds/Zns สังเคราะห์จุดควอนตัมเจือด้วยไอออน Mn2+ โดย"แฟลช" วิธีการและไฟ LED สีขาวที่บรรจุด้วยสารเรืองแสง YAG:ce และดัชนีการแสดงสีถึง 80; วัง[65] Et al. จุดควอนตัม cds/Zns สังเคราะห์ที่เจือด้วยไอออน cu2+ ซึ่งปรับปรุงการเรืองแสงในแถบสีแดงด้วยดัชนีการแสดงสี {{16}}; วัง [66] et al. เจือ Mn2+ ในแกน Znse และ cu2+ ในเปลือก Zns , ทำให้แสดงการเปล่งแสงสองเท่า อุปกรณ์แสงสีขาวที่บรรจุถึง 95 และประสิทธิภาพของลูเมนคือ 73.2lm/W ซึ่งมีโอกาสสูงกว่า