[發(fā)明專利]具有納米晶體核和納米晶體殼的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280064403.1
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN104302729A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱厄妮塔·庫爾京;馬修·J·卡里洛;史蒂文·休斯
• 申請（專利權(quán)）人: 太平洋光技術(shù)公司
• 主分類號(hào): C09K11/02
• 分類號(hào): C09K11/02;C09K11/06;B82B1/00;B82B3/00
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2011年11月9日遞交的美國臨時(shí)申請61/557,653、2011年11月11日遞交的美國臨時(shí)申請61/558,965和2011年11月11日遞交的美國臨時(shí)申請61/558,974的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式屬于用于發(fā)光二極管(LED)的量子點(diǎn)領(lǐng)域，并且具體地為具有納米晶體核和相應(yīng)的納米晶體殼的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

具有高光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)的量子點(diǎn)可被用作在固態(tài)照明應(yīng)用中使用的下轉(zhuǎn)換納米復(fù)合材料中的下轉(zhuǎn)換材料。下轉(zhuǎn)換材料在照明應(yīng)用中，具體地在發(fā)光二極管(LED)中被用來改善性能、效率和顏色選擇。在該應(yīng)用中，量子點(diǎn)吸收特定的第一(可用或選擇的)波長的光，通常為藍(lán)光，然后發(fā)出第二波長的光，通常為紅光或綠光。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方式包括具有納米晶體核和相應(yīng)的納米晶體殼的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括各向異性納米晶體核，所述納米晶體核由第一半導(dǎo)體材料組成并具有在1.0和2.0之間但不包括1.0和2.0的寬高比。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括至少部分包圍所述各向異性納米晶體核的由不同的第二半導(dǎo)體材料組成的納米晶體殼。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，量子點(diǎn)包括由第一半導(dǎo)體材料組成的納米晶體核。所述量子點(diǎn)還包括至少部分包圍所述納米晶體核的由不同的第二半導(dǎo)體材料組成的納米晶體殼。量子點(diǎn)具有至少90％的光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，照明設(shè)備包括發(fā)光二極管。所述照明設(shè)備還包括多個(gè)量子點(diǎn)。每個(gè)量子點(diǎn)包括由第一半導(dǎo)體材料組成的納米晶體核和至少部分包圍所述納米晶體核的由不同的第二半導(dǎo)體材料組成的晶體殼。每個(gè)量子點(diǎn)具有至少90％的光致發(fā)光量子產(chǎn)率(PLQY)。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法包括形成來自第一半導(dǎo)體材料的各向異性納米晶體核。所述各向異性納米晶體核具有在1.0和2.0之間但不包括1.0和2.0的寬高比。納米晶體殼由不同的第二半導(dǎo)體材料形成以至少部分包圍所述各向異性納米晶體核。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括由第一半導(dǎo)體材料組成的各向異性納米晶體核。所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括至少部分包圍所述納米晶體核的由不同的第二半導(dǎo)體材料組成的納米晶體殼。所述各向異性納米晶體核以相對于所述納米晶體殼不對稱的方向布置。

附圖說明

圖1為描述作為傳統(tǒng)量子點(diǎn)的波長函數(shù)的現(xiàn)有技術(shù)的核/殼吸光度(左邊的_y軸)和發(fā)射光譜強(qiáng)度(右邊的y軸)的圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式說明量子點(diǎn)的示意性截面圖。

圖3為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式說明用于測量絕對光致發(fā)光量子產(chǎn)率的積分球的示意圖。

圖4為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式在光致發(fā)光量子產(chǎn)率的測量中使用的樣品的作為以納米計(jì)的波長的函數(shù)的光子計(jì)數(shù)和對照發(fā)射光譜的圖。

圖5為包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的紅色CdSe/CdS核/殼量子點(diǎn)的UV-Vis吸收光譜和光致發(fā)光發(fā)射光譜的圖。

圖6為包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的綠色CdSe/CdS核/殼量子點(diǎn)的UV-Vis吸收光譜和光致發(fā)光發(fā)射光譜的圖。

圖7為說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式在反膠束方法中涂布半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的操作圖。

圖8為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有完整的二氧化硅封裝的二氧化硅涂布的CdSe/CdS核/殼量子點(diǎn)的透射電子顯微鏡(TEM)圖。

圖9A至9C說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于量子點(diǎn)整合的可能的復(fù)合材料組合物的圖示。

圖10為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的核/殼CdSe/CdS量子點(diǎn)的樣品的透射電子顯微鏡(TEM)圖。

圖11為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括具有96％的PLQY的CdSe/CdS核/殼量子點(diǎn)的UV-Vis吸收光譜和光致發(fā)光發(fā)射光譜的圖。

圖12為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的具有96％的PLQY的CdSe/CdS量子點(diǎn)的樣品的透射電子顯微鏡(TEM)圖。

具體實(shí)施方式