光是能量的一种形式。当某物质中电子从一个高能级跃迁到一个相对较低的空能级，将会释放出能量。如果这份能量以光的形式表现出来，我们即将会看到这个物质在发光。这便是我们常说的电子空穴复合，辐射出光子。在半导体材料中，所谓空穴即指价带能级中不被电子占据的空能级状态。然而能复合的电子和空穴在物质中并不是常存在的，需要电激发或光激发。发光二极管（LED）便是电激发的一种。

LED通电时，电子和空穴分别从阴极和阳极注入，在电场作用下发生迁移，当它们相遇时有可能发生复合。我们常会为电子空穴的相遇复合提供一个介质，以提高其发光的效率。这个介质便是我们通常了解的发光材料。

量子点是一种非常优异的发光材料，它具有优异的光学性质和溶液可加工性。受量子限域效应作用，其能带结构发生变化，发光光谱随尺寸可调，发光半峰宽很窄。不同尺寸的量子点，我们将会看到不同的颜色，而且色彩非常鲜艳，从红光到蓝光，色彩斑斓，而且其发光量子效率可以高达100%。

采用量子点来制备LED，有望结合GaN量子阱LED与OLED两者的优势，而克服两者的缺点，成为新一代的显示和照明光源。但尽管已经经过20年发展，QLED的综合性能——包括效率、寿命、加工工艺——还远远落后于人们的期待。量子点价带能级较深，在QLED器件中不易于空穴有效注入，但由于导带能级匹配，电子却可被有效注入。因此目前QLED器件中，普遍存在载流子注入不平衡的问题。电子和空穴数量不匹配，不能一对一复合，必然降低了发光效率。

我们团队开创性地提出全新的器件结构，在电子传输层和量子点发光层间插入一层超薄绝缘层。这一绝缘层，可有效抑制电子过多注入，使得QLED器件中载流子平衡注入；同时能保持量子点高发光效率，实现LED高效率发光，提升器件稳定性。我们团队研究成果创造了目前溶液工艺制备红光LED的最高效率。通过加速衰减测试实验，QLED器件在初始亮度为100Cd/m²的实用条件下，半衰寿命超过十万小时。这将预示着，QLED有望在照明与显示两个产业中扮演重要角色。