[發明專利]具有至少四成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點的制備方法以及由此制備的量子點

有效

• 申請號: 201610217470.2
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105778889B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 金秀圭;李炅具;金海植;俞正煥;姜秉昊;金泰潤;尹賢智;顧鑫洪;楊金緯
• 申請（專利權）人: 浙江新諾科安全設備有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/88;B01J27/057;B82Y30/00;B82Y40/00;B82Y20/00;H01L51/50;H01L51/54;C09K11/06
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發明公開了一種具有至少四成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點的制備方法、由此制備的量子點以及該量子點的應用。目前制作量子點核的工藝因為反應速度快，工藝較難，合成核與殼時需要消耗很多的工藝設備及工藝時間，存在量產低的問題。本發明的制備方法包括以下步驟：步驟a)，從11族至17族元素中選擇的前驅體溶液反應，形成至少四成分核以及在上述核表面形成的殼結構；步驟b)，然后與溶解有納米金屬氧化物或半導體氧化物前驅體的溶液混合，混合后的溶液與堿性氫氧化物溶液反應，形成金屬氧化物或半導體氧化物作為最外殼的結構。本發明量子點的核至少四成分，相比于2成分核的合成而言，不受反應溫度、時間的支配，適用于量產。

技術領域

本發明涉及量子點領域，更詳細地說是一種具有至少四成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點的制備方法、由此制備的量子點以及該量子點的應用。

背景技術

量子點技術可通過調節半導體納米粒子的尺寸，激發各種波長的光，以窄的半峰寬再現高純度的色彩，使用單一材料即可激發可視光領域的各種波長。因此，量子點技術在為了再現天然色的技術當中是最理想的技術，顯示領域為了把天然的色彩表現在畫面中對此技術非常關注。

這種半導體納米粒子，即量子點，有用UV波長范圍的光照射激發光的光致發光(Photoluminescence,PL)和加電場激發光的電致發光(Electroluminescence,EL)兩種方法，可應用于醫療、照明、顯示等各種領域。

量子點的結構具備由數個納米大小的粒子決定激發波長的核(Core)、把具有窄能帶隙(Energy bandgap)的核的能量用具有寬能帶隙的物質覆蓋的殼(Shell)。另外，殼起到鎖住核的能量的作用，形成核的粒子能夠發光的能量結構，并因此使發光效率增大。并且形成了為使向外部傳達能量和與溶劑分散更容易的配體。

現有關于量子點結構的研究中，有很多針對設計核-殼(Core-shell)結構的能帶隙，把對熱和外部環境脆弱的有機配體與無機物結合，或者用無機材料替換等提高信賴性的方向的研究。其中有機配體的問題是，氧化穩定性非常低，并且由于捕獲激發光發生的電子，所以光轉換效率降低。

為了解決此問題，韓國專利申請號10-2005-0074779公開了一種形成II-VI半導體化合物的高發光性I型疊層結構核/2層殼量子點及其制備方法，其提供了具有II型疊層結構核/2層殼量子點：II-VI化合物核-在上述II-VI化合物核的表面形成第1層殼，第1層殼是具有比上述II-VI化合物核的能帶隙更大的能帶隙的II-VI化合物-在上述第1層殼II-VI化合物的表面形成第2層殼，第2層殼是具有比上述第2層殼II-VI化合物更大的能帶隙的II-VI化合物；并提供了利用濕法化學法的制備方法。

但是，量子點的核由激發波長決定，上述制作核的工藝因為反應速度快，所以工藝較難，合成核與殼時需要消耗很多的工藝設備及工藝時間，因此存在量產低的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種具有至少四成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點的制備方法，確保多種成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點制備的量產性，以及大量生產容易化，將對外界環境的影響脆弱的量子點的最外殼制作成氧化物結構的量子點，制作對水分和熱具有穩定性的量子點，確保其信賴性。

為此，本發明采用如下的技術方案：具有至少四成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點的制備方法，包括以下步驟：

步驟a)，從11族至17族元素中選擇的前驅體溶液在280-320℃溫度下反應，形成多成分核以及在上述核表面形成的殼結構；

步驟b)，上述步驟a)得到的具有至少四成分核/殼的量子點納米粒子與溶解有納米金屬氧化物或半導體氧化物前驅體的溶液混合，混合后的溶液與堿性氫氧化物溶液在50-80℃溫度下反應，形成金屬氧化物或半導體氧化物作為最外殼的結構，從而制得具有至少四成分核/殼/氧化物最外殼結構的量子點。