【成果简介】
一片极其轻薄的玻璃片上，加上5V的直流电压，便可以看到持续发亮的或红或绿或蓝的亮光，色彩十分鲜艳绚烂。这就是我院博士戴兴良和所在课题组开发的新型量子点发光二极管。该项目研制的新型量子点发光二极管（QLED），其性能远远超越文献中所报道。这一重大科研突破，学生以第一作者在Nature发表研究成果论文，被誉为点亮未来的发明。研究工作入选科技部组织评选的 2014年度中国科学十大进展。同时发表包Advanced materials、nano Letters等在内的高水平论文。
照明和显示是人类社会重大需求,其能耗占当今社会能源消耗20%以上。白炽灯和荧光灯有能耗大,效率低的缺陷。目前发光二极管(LED)因亮度高,能耗低,产热少,寿命长等优点,无疑会成为新一代照明光源。新一代量子点发光二极(QLED),具有低成本、高效率、光谱易调节等特点,并能延伸至近红外波段和近紫外波段,具有非常高的显示指数,大大增加其可开发利用前景。
本项目通过溶液工艺,合成和优化量子点发光二极管,制作出高效、稳定、长寿命的发光器件。作品创新点在于,在器件中开创性地插入超薄绝缘层,使QLED性能有革命性提高。作品满足甚至超越目前高性能显示设备画面质量要求,并有效延长LED器件寿命,达到商用水准。相关研究论文发表在nature(2014,515, 96-99.)上。
【作者风采】
戴兴良在2008年进入浙江大学学习，2012年本科毕业后，通过免试进入浙江大学材料学院直接攻读博士学位。2014年11月，以他为第一作者的研究论文在国际权威学术期刊nature(2014，515, 96-99.)上发表，使得他们的QLED研究得到了世界性的认可。
一、从理论到实践，勇于攀登学术巅峰
千里之行，始于足下。戴兴良同学自大二起进入金一政导师实验室开展研究。从最开始跟着学长做浙江大学大学生科研训练计划（SRTP）课题，紧接着作为负责人承担一项浙江省大学生科技创新项目，再接着大三暑期参加材料学院综合实践到大四本科毕设，直至最后免试进入金老师课题组。这一路下来，从一个懵懂青年，到掌握实验操作并大量阅读科研文献聆听学术讲座，逐步培养成能独立思考，建立批判性思维。
在进入量子点发光二极管研究阶段，戴兴良同学对QLED本身器件特性进行剖析，采用正交优化方案寻找最佳实验参数，历经400多组参比试验从而找到该类器件结构的关键问题：受限于较低的空穴迁移率，在QLED器件中普遍存在电子空穴注入不平衡问题，从而影响发光效率。
某日走在路上，看见一个妈妈带着小孩在蹒跚学步，孩子走不快，妈妈就放缓脚步等着孩子。他从中受到启发：既然QLED器件中空穴怎么也走不快，能否让电子走慢一些以达到协调的步调？顺着这个思路，在器件中插入超薄绝缘层，降低电子注入速率，实现电子空穴平衡注入，从而把器件的电光转化效率提高到了接近理论极限的水平，将器件寿命推进到>100,000小时（初始亮度100 cd m-2）的实用水平。相比于MIT2013年开发出来的QLED器件，无论效率还是寿命，我们的QLED器件都远远超过，从实验上验证了QLED实用性。
二、从个人到团队，亦师亦友共前行
提到不久前发表在国际权威学术期刊nature(2014，515, 96-99.)上的论文，戴兴良说，“导师第一时间知道了消息并且告诉了我，那天晚上兴奋得没有睡着”。
早在2013年底，他就着手准备各项实验数据，一直到2014年5月才最终投稿，期间几易其稿，到了8月底nature接收，最终在2014年11月得以发表。而这个优秀的成果，与他背后的努力密不可分。戴兴良坚持阅读大量的国内外文献，了解最新的行业动态。nature子刊物Nature photonics，还有Advanced Materials、Nano letters等都是他经常翻阅的学术刊物，他从中了解同行们正在做什么，他们有哪些可取的地方，然后通过实验去验证、分析。
除了日常的实验和文献阅读，戴兴良还要参加每周三次的组会，和导师还有课题组的成员们等10多人一起坐下来，谈谈目前的实验进度，聊聊下一步的实验计划，也分享学界的最新进展。在戴兴良看来，“一方面需要投入钻研自己的研究领域，另一个方面也需要锻炼自己的表达能力，能够把自己的研究通俗易懂地告诉别人”，而他更是在提高自己综合学术水平的同时，带动更多的同学从事光电器件、材料合成研究。
虽然“十次实验中可能有九次是失败的”，虽然“失败的时候也很沮丧”，但是戴兴良从不气馁，而是注重与导师还有师兄弟们面对面地沟通交流，在讨论中发现问题所在，然后不断尝试修正。
戴兴良也积极协助课题组老师，将组内的研究生带动起来，帮助低年级的同学启发科研思路，帮助他们又好又快的进入科研角色。在近两年来，课题组在戴兴良同学的积极影响和帮助之下发表多篇高质量论文，申请多项发明专利。仅2013学年一年中，戴兴良同学所在课题组已发表包括nature、nano Letters、Advanced energy materials、nano research等在内的7篇高水平论文，累计影响因子超过100。
同时戴兴良同学也与化学系、光电系同学展开合作，互帮互助。如目前与化学系彭笑刚教授学生牛原、杨钰等开展合作研究，已接收一篇JACS论文，多篇论文在投。此外还协助导师参与国家自然科学基金项目的编写及相关的科研工作，提高自己综合学术水平的同时，为同学们树立一个好榜样。
三、从实验室到社会，让科技创新点亮未来
虽然实验室的科研任务繁重，戴兴良的忙碌可以想象，但是他也不忘积极参与各类暑期社会实践和服务等社会活动，不仅是一个科研达人，也是一个富有爱心和社会责任感的青年学子。
在本科阶段，学业上获得浙江大学学业优秀二等奖学金，三好学生等荣誉称号。曾担任浙江大学红十字会学生分会干事，每周到古荡社区关爱孤寡老人，并获得优秀志愿者称号。2009年暑假作为负责人之一组织策划了关于“台州地区外来民工子弟子女入学状况调研”的暑期社会实践，收获颇丰。2013年暑假参加材料学院赴青海省海北藏族自治州原子城暑期社会实践活动，走访参观原子城，环青海湖骑行，沿途宣传材料微结构探索大赛，将这一高新科技活动以大众化、艺术化的形式推广到祖国西部偏远地区，普及当地人民的科学技术知识。戴兴良也曾在浙江大学公寓管理委员会担任干事，协助举办宿舍篮球赛、毕业生跳蚤市场、游园会等品牌活动。
除了热心社会服务和公益，戴兴良很喜欢运动和旅游，从本科到博士阶段，他已经参与了好几次浙大的传统毅行，一路从玉泉走到之江，他也走过徽杭古道、徽开古道，在攀登中历练自己。寒暑假的时候，他也会约上三五好友，一起出去旅游，感受不同地区的人情风物，厦门、西安、苏南等地都留下了他们的足迹。在这样的“读万卷书，行万里路”的过程中，戴兴良不断在实践中拓展自己的视野，也使得他与社会建立了更加紧密的联系。
现在，他们研发的新型量子点发光二极管已经受到照明和显示等行业的多家企业关注，有望尽快投入市场应用。科技创新生活，科技点亮未来，就像2014年诺贝尔物理学奖授予发明蓝光发光二极管的日本科学家赤崎勇、天野浩和中村修二，在颁奖词中所写的那样，“白炽灯点亮了20世纪，LED点亮了21世纪”，或许有一天，戴兴良和他所在的课题组，就将带着他们研发的量子点发光二极管，点亮人们的未来。
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