[發明專利]一種量子點及其制備方法

在審

• 申請號: 201810059425.8
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN110066652A
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 陳開敏;楊一行
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: C09K11/62
• 分類號: C09K11/62;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開一種量子點及其制備方法，方法包括步驟：提供In₂S₃量子點溶液；向所述In₂S₃量子點溶液中加入Cu的前驅體，使所述Cu的前驅體與所述In₂S₃量子點中的In元素之間發生陽離子交換反應，得到Cu_xIn_1?xS₂合金量子點，其中，0<x<1。本發明先合成水溶性In₂S₃量子點，再通過陽離子交換技術將In₂S₃量子點轉換成Cu_xIn_1?xS₂合金量子點。Cu_xIn_1?xS₂合金量子點的尺寸和晶格可通過預先設計In₂S₃量子點的尺寸和晶格完成。Cu_xIn_1?xS₂合金量子點的發光可以通過調節Cu_xIn_1?xS₂合金量子點中的Cu:In摩爾比例來實現調節。

技術領域

本發明涉及量子點技術領域，尤其涉及一種量子點及其制備方法。

背景技術

量子點是一種新型半導體納米材料，其具備獨特尺寸依賴的光電子性質，作為發光材料具有高能效、高穩定性、廣色域等優點。近年來受到了來自顯示、照明、太陽能電池、生物標記等領域的廣泛關注。量子點的熒光特性與傳統有機熒光素相比，量子點具有激發波長范圍寬，發射峰窄且呈高斯對稱、無拖尾，斯托克斯位移大，光化學穩定性強等優點。目前，對量子點的研究焦點集中在II-VI 族元素化合物如ZnS、CdSe量子點，III-V 族元素化合物如InP、InAs 和GaAs 量子點，以及I-III-VI 族元素化合物如CuInSe₂和CuInS₂量子點。其中對于II-VI 族元素量子點的研究較為成熟，并已被廣泛運用于生物醫藥、生命科學及熒光器件等領域。但是由于II-VI 族元素量子點一般都含有Cd、Hg 和Pb 等重金屬元素，在生物代謝活動中不易排出體外，容易在肝、脾等器官富集表現出生物毒性，因此II-VI 族元素量子點自身元素的生物毒性限制了它的進一步發展，尤其是在生物活體診斷領域的進一步應用。另外，生物組織的自發熒光效應和組織本身對波長較短的光線具有的顯著的吸收和散射效應都是影響生物活體診斷的不利因素。

目前生物學上應用的量子點大多來自有機相合成，已經制備出熒光發射波長位于近紅外光區(650～1100nm) 的油溶性量子點，如InP/ZnS、CuInSe₂和CuInS₂量子點，不含重金屬且受活體組織散射和吸收影響較小，具有良好的組織穿透能力并能有效地克服生物組織的自發熒光的影響。如果將這些油溶性量子點進一步應用于生物診斷領域需要對其進行生物相容性改性。由于巰基(-SH) 與Cu和In原子具有良好的配位作用，因此通常的以巰基羧酸類配體與量子點表面配體進行配體交換的方法并不能有效實現CuInS₂量子點的生物相容性改性，從而限制了其生物應用。

陽離子交換技術是一種局部規整反應，反應過程中陰離子的晶格陣列被保留，而原有的陽離子被新的陽離子等當量替換，其實施主要利用陽離子擴散速率遠高于陰離子的擴散速率的原理。因此，陽離子交換反應過程中，膠體納米晶的整體形貌、結構可以得到保持。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種量子點及其制備方法，旨在解決現有以巰基羧酸類配體與量子點表面配體進行配體交換的方法并不能有效實現CuInS₂量子點的生物相容性改性，從而限制了其生物應用的問題。

本發明的技術方案如下：

一種量子點的制備方法，其中，包括步驟：