[發明專利]一種梯度合金量子點及其制備方法

有效

• 申請號: 201710576268.3
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107350483B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 申懷彬;李昭涵;汪盈;王洪哲;李林松
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/02;C09K11/88;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種梯度合金量子點及其制備方法，制備方法包括：將單質硒、鎘源、鋅源和不含磷有機溶劑混合后升溫至第一溫度進行保溫，得到量子點前驅體后，將量子點前驅體升溫至第二溫度進行保溫，得到梯度合金量子點。本發明采用一鍋法合成Zn_xCd_1?xSe(0＜x＜1)簡化了制備過程中的工序，同時以單質硒作為硒源，無需使用含磷有機溶劑，環保且成本低，可節約成本60％以上。本發明將鋅源、鎘源和單質硒與不含磷有機溶液混合，利用鋅源、鎘源與單質硒的不同的反應速率，采用梯度升溫的方式，進行分步升溫和分階段保溫，制備得到梯度合金量子點，相對于組分固定的量子點(如CdSe，ZnSe)具有更高的穩定性和高的量子產率。

技術領域

本發明涉及半導體功能材料技術領域，特別涉及一種梯度合金量子點及其制備方法。

背景技術

熒光量子點，尤其諸如CdSe、ZnSe或Zn_xCd_1-xSe的Ⅱ-Ⅵ族半導體納米熒光量子點是近年來的研究熱點。通過調控量子點尺寸可產生不同波長的熒光，這使得其在生物分子標記和免疫檢測、光發射二極管、激光器和太陽能電池等方面的潛在應用受到廣泛關注。

目前，諸如CdSe、ZnSe或Zn_xCd_1-xSe的Ⅱ-Ⅵ族半導體納米熒光量子點多采用有機相合成的方法制備，其中，硒前驅體制備過程中常通過含磷法確保硒前驅體參與量子點的合成反應。但是含磷法條件苛刻，通常采用TOPO(三辛基氧化磷)、三丁基膦(TBP)或三辛基膦(OP)等含膦化合物作為溶劑溶解硒源制備硒前驅體，并且多采用有機金屬(甲基鋅，甲基鎘，二乙基鋅，二乙基鎘)作為量子點制備原料，還需在手套箱等密封環境中進行，滿足對操作環境的較高要求，并且含磷法所采用的溶劑以及采用的有機金屬鹽毒性較大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種梯度合金量子點及其制備方法。本發明提供的方法，無需以含磷化合物作為溶劑，毒性低；制備條件要求簡單。

本發明提供了一種梯度合金量子點的制備方法，包括以下步驟：

(1)將單質硒、鎘源、鋅源和不含磷有機溶劑混合后升溫至第一溫度進行保溫，得到量子點前驅體；

(2)將所述步驟(1)得到的量子點前驅體升溫至第二溫度進行保溫，得到梯度合金量子點。

優選的，所述第一溫度為200～240℃，在所述第一溫度保溫的時間為10～60min。

優選的，所述第二溫度為260～300℃，在所述第二溫度保溫的時間為10～120min。

優選的，升溫至所述第一溫度的速率和升溫至所述第二溫度的速率獨立地為5～10℃/min。

優選的，所述不含磷有機溶劑包括油酸、油胺、石蠟、十八稀、二十烷、二十四烷和礦物油中的一種或多種。

優選的，所述鎘源中鎘和鋅源中鋅的摩爾比為1:999～999:1；所述單質硒的物質的量小于等于鎘源中鎘和鋅源中鋅的總物質的量。

優選的，所述鎘源包括氧化鎘、氯化鎘、硝酸鎘、油酸鎘、硬脂酸鎘、癸酸鎘、月桂酸鎘、十四酸鎘、二十酸鎘和二十四酸鎘中的一種或多種；

所述鋅源包括氧化鋅、氯化鋅、硝酸鋅、油酸鋅、硬脂酸鋅、癸酸鋅、月桂酸鋅、十四酸鋅、二十酸鋅和二十四酸鋅中的一種或多種。

本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制備的梯度合金量子點，所述梯度合金量子點的成分為Zn_xCd_1-xSe，其中0<x<1；

所述梯度合金量子點具有核殼結構，包括ZnCdSe核體、包覆在所述核體外的外延殼層和包覆在所述外延殼層外的ZnSe殼層；