[發明專利]一種鋁摻雜半導體量子棒及其制備方法和用途

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• 申請號: 201810305087.1
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108329913A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 孫小衛;王愷;周劭臣;劉皓宸
• 申請（專利權）人: 深圳撲浪創新科技有限公司;南方科技大學
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種鋁摻雜半導體量子棒，其特征在于，所述鋁摻雜半導體量子棒具有核殼結構，核為CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、CdTe、CuInS、InP、CuZnSe或ZnMnSe中的任意一種或至少兩種的混合物，殼層為Al摻雜的殼基材，所述殼基材為CdS、ZnO、ZnS、ZnSe或ZnTe中的任意一種或至少兩種的混合物。

2.如權利要求1所述的鋁摻雜半導體量子棒，其特征在于，所述核為CdSe。

3.如權利要求1或2所述的鋁摻雜半導體量子棒，其特征在于，所述殼基材為CdS。

4.一種如權利要求1～3任一項所述的鋁摻雜半導體量子棒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將核材料的陰離子源溶解于有機溶劑中，得到溶液I；將有機鋁溶解于含硫有機溶劑中得到Al溶液；

(2)將核材料的陽離子源與表面修飾劑a混合，加熱至透明后溶于所述有機溶劑，得到溶液II，與步驟(1)所得溶液I混合，反應后，得到核材料溶液；

(3)將步驟(2)所得核材料溶液分散到酸溶液中，得到核材料的酸溶液；

(4)將殼材料的陽離子源與表面修飾劑b混合，加熱至透明后，依次加入步驟(1)所得Al溶液和步驟(3)所得核材料的酸溶液，升溫進行反應，得到鋁摻雜半導體量子棒溶液。

5.如權利要求4所述的鋁摻雜半導體量子棒的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述有機溶劑包括三正辛基膦；

優選地，步驟(1)所述溶液I中核材料的陰離子濃度為0.5～1.5mol/L；

優選地，步驟(1)所述有機鋁包括異丙醇鋁和/或仲丁醇鋁；

優選地，步驟(1)所述含硫有機溶劑包括硫醇，優選十二硫醇和/或十八硫醇；

優選地，步驟(1)所述Al溶液中Al的濃度為10～100mmol/mL。

6.如權利要求4或5所述的鋁摻雜半導體量子棒的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述表面修飾劑a包括十四烷基磷酸和/或三正辛基氧膦；

優選地，步驟(2)所述核材料的陽離子源與表面修飾劑a的質量比為1:(30～90)；

優選地，所述加熱的溫度為300～390℃；

優選地，步驟(2)所述溶液I與溶液II的體積比為1:(0.5～1)。

7.如權利要求4～6任一項所述的鋁摻雜半導體量子棒的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述酸溶液所采用的溶劑包括三正辛基膦、三正丁基膦或二苯基磷酸中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(3)所述分散前還包括：將步驟(2)所得核材料溶液提純；

優選地，所述提純包括：將核材料溶液用氯仿和/或乙醇洗滌。

8.如權利要求4～7任一項所述的鋁摻雜半導體量子棒的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述表面修飾劑b包括正己基磷酸、十四烷基磷酸、三正辛基氧膦、油酸或十八烯中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(4)所述殼材料的陽離子源與表面修飾劑b的質量比為1:(30～90)；

優選地，步驟(4)中所述加熱的溫度為200℃～280℃；

優選地，步驟(4)中所述Al溶液與所述核材料的酸溶液之間的體積比為(1～10):(5～15)；

優選地，步驟(4)中所述反應的溫度為240℃～280℃，時間為0.5～10h。

9.如權利要求4～8任一項所述的鋁摻雜半導體量子棒的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括步驟(5)：將所述鋁摻雜半導體量子棒溶液進行提純后沖洗分散于有機溶劑中；

優選地，步驟(5)所述提純包括將所述鋁摻雜半導體量子棒溶液用氯仿和/或乙醇洗滌；

優選地，步驟(5)所述有機溶劑包括正己烷、甲苯或十八烯中的任意一種或至少兩種的組合，優選正己烷。

10.如權利要求1或2所述的鋁摻雜半導體量子棒的用途，其特征在于，所述的鋁摻雜半導體量子棒用作發光材料。