磷化铟（InP）基量子点（QDs）已成为下一代光电器件中极具前景的无镉替代材料，尤其在量子点发光二极管（QLEDs）领域表现突出。三(二甲氨基)膦（(DMA)3P）因低毒性优势，逐渐取代传统前驱体三(三甲基硅基)膦（(TMS)3P）及剧毒磷化氢气体（PH3），成为InP量子点合成的重要磷源。然而，当前采用(DMA)3P合成的InP核壳量子点及其对应的QLED器件，在光学与电学性能上仍显著落后于(TMS)3P基体系。本综述从分子层面系统解析了(TMS)3P与(DMA)3P在InP核成核过程中的结构差异与反应机理，明确了两类前驱体的动力学行为区别。研究人员进一步梳理了优化(DMA)3P基InP量子点的关键挑战，包括缺陷态钝化与载流子限域效率不足，并从核结构调控、核壳界面设计及表面配体工程三个维度总结了有效改进策略。针对器件集成环节，综述重点讨论了电荷传输层匹配与电荷泄漏抑制等关键问题，并提出相应的性能提升方案。最后，研究人员展望了该领域在显示与固态照明应用中仍需突破的技术瓶颈，为无镉InP基QLED的商业化发展提供了系统性参考。
1 引言
新兴显示技术正朝着画质增强、形态柔性化与能效提升的方向快速发展。胶体量子点（QDs）作为发光层的量子点发光二极管（QLEDs）因具备高亮度、宽色域及无烧屏风险等优势，被视为下一代主流发光显示技术的核心候选。自1994年首次报道以来，红绿蓝三基色QLED的关键性能指标已逐步接近产业化要求。然而，当前高性能QLED主要依赖含Cd/Pb的量子点，其固有毒性严重限制了实际应用。因此，开发环境友好型替代材料成为研究重点，其中I-III-VI族量子点合成工艺复杂且稳定性不足，碳量子点则面临色纯度与发光可调范围受限的问题。相比之下，磷化铟（InP）基量子点凭借全可见光谱（400-700 nm）连续可调、光致发光量子产率（PL QY）超过90%、半峰宽（FWHM）小于40 nm以及无重金属毒性等特性，成为最具商业化潜力的可持续显示材料。
三(三甲基硅基)膦（(TMS)3 P）作为高活性磷源，长期以来是高品质InP基量子点合成的主流试剂。通过核壳结构设计与表面化学调控，红、绿光InP基QLED的外量子效率（EQE）已突破20%，亮度超过100,000 cd m−2 ，T95 寿命（亮度维持至初始95%的时间）超过1,200小时。然而，(TMS)3 P存在成本高、易燃易爆及遇空气释放剧毒PH3 等缺陷，制约了其大规模应用。近年来，研究人员尝试采用低毒、低成本的三(二甲氨基)膦（(DMA)3 P）作为替代前驱体，并取得初步进展，例如通过插入梯度ZnSex S1-x 内壳层，绿光InP基QLED的峰值EQE已达15.2%。但整体而言，(DMA)3 P基量子点与器件在效率、亮度及寿命上仍与(TMS)3 P体系存在显著差距。现有综述多聚焦于(TMS)3 P基体系，缺乏对(DMA)3 P基材料性能滞后机制的系统性分析。本综述从分子层面揭示两类磷源的成核差异，针对性提出核调控、壳层设计及配体优化策略，并探讨器件层面的电荷管理方案，最终指明该领域的未来发展方向。
2 (TMS)3 P与(DMA)3 P在InP基量子点合成中的比较
2.1 两种磷源的基础特性
InP量子点的尺寸均一性控制长期受限于磷前驱体的反应活性。目前主流磷源包括(TMS)3 P与(DMA)3 P：(TMS)3 P的电子结构使其无需氧化还原即可释放P3− 离子，三甲基硅基（Si(CH3 )3 ）的给电子效应赋予其稳定性，但较弱的Si-P键（约70–80 kcal mol−1 ）导致成核爆发，需严格控温控浓以获得窄尺寸分布；同时其水解不稳定性带来储存与安全挑战，遇水生成剧毒PH3 。(DMA)3 P则因二甲氨基的强σ-给电子作用形成稳定的P-N配位键（键能约90-100 kcal mol−1 ），需较高活化能以解离，从而调控磷释放速率，实现成核与生长阶段的解耦，有利于尺寸均一性控制；其+3价态的磷需额外还原剂（如油胺）引发反应，且分解产物仅为挥发性二甲胺（HN(CH3 )2 ），可通过惰性气流移除，避免表面污染。
2.2 磷源对InP成核的影响
InP核的高质量合成依赖于对成核与生长动力学的精确控制。经典LaMer模型指出，单体浓度超过临界过饱和度后发生瞬时成核，随后进入生长阶段。(TMS)3 P的反应机理研究表明，其与铟前驱体的配位-解离过程会形成中间体，成核后磷源快速耗尽，导致后续生长受奥斯特瓦尔德熟化主导，尺寸分布较宽；酸类物质会加速其分解，而伯胺配体可延缓In-P键形成，调控成核速率。(DMA)3 P的反应路径则不同：早期认为油胺质子激活产生PH3 中间体，但该机制存在热力学矛盾；后续研究证实其通过胺交换反应生成P(NHR)3 （R为油胺烷基链），再与InCl3 配位形成活性中间体，经氧化还原过程生成InP核，其中4个P(+III)转化为1个P(-III)进入晶格，3个被氧化为P(V)鏻盐（如[P(NHR)4 ]+ Cl− ），该过程伴随质子转移与亲核攻击，油胺同时参与质子传递以促进P-In键形成。
3 (DMA)3 P基InP量子点的研究进展
InP量子点的激子玻尔半径约为10 nm，量子限域效应使其在可见光区连续可调。其辐射复合效率取决于非辐射复合的抑制，PL QY可表述为PL QY = (1−N) kr /(kr + knr )，其中N为非发光态比例，kr 为辐射复合速率，knr 为非辐射复合速率。
3.1 InP基量子点的关键挑战
In-P键的共价特性（键共价性0.42）使其比II-VI族量子点更稳定，但小尺寸（同波长下小于Cd基量子点）导致高比表面积，电子易受表面缺陷与悬挂键影响。密度泛函理论（DFT）计算表明，铟悬挂键（In-DB）能级高于导带底，为深陷阱；磷悬挂键（P-DB）能级接近价带顶，为浅陷阱；且表面P原子易氧化生成聚磷酸盐与正磷酸盐，引入非辐射复合中心，降低PL QY。
3.2 (DMA)3 P基InP核的调控
3.2.1 去除InP核悬挂键
通过无机拟卤化物铵盐（如NH4 PF6 ）可实现一步法同步钝化In-DB与P-DB：NH4 + 与P-DB结合形成P-NH4 键，PF6 − 与In-DB结合形成In-PF6 键，同时PF6 − 替代卤素提升核的化学稳定性。
3.2.2 抑制InP核表面氧化
氟化处理可有效去除表面氧化物（如InPO4 、P2 O7 ）：HF可直接蚀刻氧化物，但腐蚀性强且危险；更安全的方法包括ZnF2 原位生成HF、苯甲酰氟与辛胺反应生成HF，均可将PL QY提升至88%-93%。此外，避免使用羧酸类配体可防止高温下生成水导致氧化，采用无酸合成路线（如氯化锌为锌源、油胺为溶剂）可获得结晶度高、形貌可控的四面体InP量子点，通过卤素-胺协同钝化满足8电子规则，PL QY可达96%。
3.2.3 InP核的表面配体工程
ZnX2 可作为Z型配体结合于量子点表面，抑制奥斯瓦尔德熟化并钝化缺陷；金属油酸盐兼具蚀刻表面氧化物与钝化表面的双重功能；在核壳界面插入合金化抗氧化In-ZnSe过渡层（TL），可缓解界面应变并抑制非辐射复合，PL QY达98%；二胺类空间位阻配体可调控反应动力学，实现发射波长480-620 nm的可控调节。
3.3 (DMA)3 P基InP量子点的核壳结构设计
3.3.1 合金化核
Ga掺杂通过热促进阳离子交换可提升红光InP核的PL QY至26%，包覆ZnSeS/ZnS壳层后达62%；蓝光发射则需更高带隙，通过Ga单掺或Zn-Ga双掺策略，结合核壳结构优化，可实现457 nm深蓝光发射，PL QY达84%。
3.3.2 单壳层结构
单一ZnS壳层可提升稳定性，但需控制厚度以避免残余配体阻碍载流子注入；二次ZnS壳层生长中引入油酸锌与S-TOP，可反应消耗残余硬脂酸锌，提升器件电流密度与EQE。
3.3.3 双壳层或合金化壳层
为缓解InP与ZnS间7.7%的晶格失配，通常引入ZnSe、ZnSeS或GaP中间壳层。梯度ZnSex S1-x 内壳层通过组分渐变减少界面缺陷，绿光量子点PL QY达87%、FWHM仅37 nm；温度梯度溶液生长（TGSG）法优化内壳层生长温度，可将PL QY提升至91%；Zn(Mg)Se合金壳层通过Mg2+ 掺杂调节带隙与晶格常数，进一步抑制激子离域，PL QY达88%、FWHM 36 nm；壳层生长中引入Al、Mn等金属离子可钝化界面缺陷，Al改性量子点PL QY达96%。
3.4 表面配体工程
表面配体通过饱和配位不饱和位点提升稳定性，L型配体（如油胺）主要稳定金属阳离子位点，X型配体（如卤素离子、硫醇）可更有效填充阴离子空位。短链硫醇（如1-辛硫醇）可平衡钝化效率与载流子注入势垒，使蓝光QLED的EQE提升至2.6%；配体修饰还可调节量子点能级，降低空穴注入势垒，最终实现红光QLED的EQE 21.55%、亮度95,327 cd m−2 、T50 超过50,000小时。
4 (DMA)3 P基InP量子点QLED的研究进展
4.1 InP基QLED的降解机制
QLED的外量子效率（EQE）由PL QY、载流子复合效率与光提取效率共同决定。InP基量子点价带顶较浅，导致空穴注入容易而电子注入困难，且量子点与空穴传输层（HTL）间势垒较小，易发生电子泄漏；累积的载流子会破坏HTL化学键与量子点表面配体，引发非辐射复合，同时焦耳热会导致效率滚降与寿命缩短。
4.2 InP基QLED的发展
(TMS)3 P基红、绿光QLED已实现EQE超26%、亮度超270,000 cd m−2 、T95 超1,200小时，而(DMA)3 P基体系发展相对滞后，主要受限于量子点PL QY不均、配体稳定性差及载流子注入不平衡。通过优化铟前驱体（InBr3 替代InCl3 ）、增厚ZnSe内壳层，红光QLED亮度达13,395 cd m−2 、EQE 8.9%；引入梯度ZnSex S1-x 内壳层，绿光QLED峰值EQE达15.2%；器件结构优化方面，采用F4-TCNQ掺杂PEDOT:PSS可降低空穴注入势垒，溶剂处理PEDOT:PSS可提升导电性并延长寿命；ZnMgO电子传输层（ETL）中掺杂Cl可改善能级匹配，表面丙烯酸酯功能化可减少界面激子淬灭，进一步提升器件性能。蓝光QLED则通过In3+ -Ga3+ 阳离子交换与短链硫醇配体优化，EQE达2.6%。
5 挑战与展望
当前研究仍面临五大挑战：一是(DMA)3 P低温分解路径与成核中间体的动态机制缺乏原位验证，需结合原位光谱与DFT模拟阐明；二是大尺寸（>20 nm）InP核壳量子点合成受限于晶格应变，需开发种子介导生长与新型配体体系；三是量子点表面配体易脱附导致稳定性不足，需发展双配体或交联配体策略；四是器件降解的多尺度耦合机制不明确，需建立降解动力学模型与热管理方案；五是工业化生产面临尺寸均一性控制、正老化效应调控及大面积印刷工艺适配等问题，需结合AI筛选与喷墨打印技术推进产业化。
6 结论
本综述系统对比了(TMS)3 P与(DMA)3 P的分子结构与成核机理，总结了(DMA)3 P基InP量子点在核调控、核壳设计及配体工程方面的优化策略，并分析了QLED器件的电荷传输与泄漏抑制方案。尽管已取得阶段性进展，(DMA)3 P基体系在效率、亮度与寿命上仍落后(TMS)3 P基体系，未来需从基础反应机制、材料稳定性、器件降解机理及规模化制备四个维度协同突破，以推动无镉InP基QLED的商业化进程。
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