[發明專利]CdSeTe/CdS/ZnS核殼殼型量子點的制備方法

無效

• 申請號: 200810040459.9
• 申請日: 2008-07-10
• 公開（公告）號: CN101319140A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 孫康;李萬萬;邢濱;王解兵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種半導體材料技術領域的制備方法，特別涉及一種低毒性CdSeTe/CdS/ZnS核殼殼型量子點的制備方法。

背景技術

由于生物有機體(水，氧合血紅蛋白和血紅蛋白等)在紅光-近紅外波段(600-900nm)發生生物自發光，光吸收，和光散射現象的幾率較小，可以有效地減小有機組織對生物學成像和檢測的影響，因此近年來，紅光-近紅外波段成為生物成像和檢測的重要發光區域。然而傳統使用的熒光發射波長位于這一區域的熒光染料種類較少，而且存在著易被光漂白和熒光峰的半高寬較寬等缺點，不利于信號的檢測。與熒光染料相比，量子點具有高的熒光量子產率、摩爾消光系數(為有機染料的10~1000倍)、狹窄而對稱的熒光發射譜，激發和發射光譜之間的斯托克位移大，可多色標記，光漂白抗性強等一系列特殊的光學性質，有利于熒光信號的檢測。但是常用的二元CdS，CdTe，CdSe等量子點的發射波長主要集中在可見光區，雖然CdTe量子點的發射波長可以達到700nm以上，但是位于這一波段的CdTe量子點的光學性能較差，同時CdTe量子點的穩定性較差，容易被周圍的環境所氧化，因此發射波長位于近紅外區，可以作為生物熒光探針的量子點相對缺乏。

經對現有技術的文獻檢索發現，Nie等在《Journal?of?the?American?ChemicalSociety》(美國化學學會學報，2003年125卷7100-7106頁)發表了題為“Alloyed?semiconductor?quantum?dots：tuning?the?optical?propertieswithout?changing?the?particles?size”(“合金半導體量子點：調整熒光性能無需改變晶粒大小)的論文，在純度為90％的TOPO(氧化三辛基膦)中一步合成出了不同熒光發射波長的CdSeTe量子點，可以通過調整反應物中Se和Te的比例來改變量子點的熒光發射波長，從而獲得了性能優良，發射波長位于紅光-近紅外波段的CdSeTe量子點。但是由于TOPO強烈的毒性，以及量子點的不穩定、表面缺陷大等原因，嚴重地影響了其安全性和發光效率，極大地限制了其應用。我們利用液體石蠟和油酸(專利名稱：三元量子點CdSeTe的制備方法；發明人：孫康、李萬萬，邢濱，王解兵；申請號：200710046470.1；公開號：CN101130692)制備了CdSeTe量子點，提高了合成的安全性，降低了合成工藝難度、溶劑的毒性和原料的成本，但是合成的CdSeTe量子點的穩定性沒有明顯的提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種CdSeTe/CdS/ZnS核殼殼型量子點的制備方法，用液體石蠟代替TOPO作為反應溶劑，降低了溶劑帶來的毒性，在制得的CdSeTe量子點的表面包覆了CdS和ZnS無機層。從而獲得熒光性能及穩定性更優異，并具有良好的分散性、粒度均勻性的CdSeTe/CdS核殼型及CdSeTe/CdS/ZnS核殼殼型量子點。獲得的量子點可以直接應用于發光器件、量子點激光器、太陽能電池，制成量子點熒光微球后可應用于分子雜交、蛋白質和基因編碼、藥物篩選、疾病診斷等領域。

本發明是通過如下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

第一步，將鎘的無機鹽和(TMS)₂S溶解在膦化合物和液體石蠟的混合溶液中，超聲振蕩后，形成CdS殼前體儲備溶液。其中膦化合物和液體石蠟的混合體積比為1∶3，Cd前體的摩爾濃度為50-200毫摩爾/升，S前體的摩爾濃度為50-200毫摩爾/升。

第二步，將CdSeTe量子點加入到液體石蠟中，使CdSeTe量子點的摩爾濃度為8.33-33.33毫摩爾/升，形成CdSeTe量子點溶液。

第三步，將CdSeTe量子點溶液加熱到100℃-180℃，然后將CdS殼前體溶液逐滴加入，完畢后將反應溶液的溫度降到60℃-120℃保溫30-60分鐘后，將溶液冷卻到室溫，得到CdSeTe/CdS量子點溶液。

第四步，將鋅的無機鹽和(TMS)₂S溶解在膦化合物和液體石蠟的混合溶液中，超聲振蕩后，形成ZnS殼前體儲備溶液。其中膦化合物和液體石蠟的混合體積比為1∶3，Zn前體的摩爾濃度為50-200毫摩爾/升，S前體的摩爾濃度為50-200毫摩爾/升。