[發(fā)明專利]超大量子點及其形成方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810509698.8
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108822853A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周必泰;周尚威;林鈺旻;蔣勤政;謝佳純
• 申請（專利權(quán)）人: 優(yōu)美特創(chuàng)新材料股份有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y20/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 汪麗紅

一種超大量子點及超大量子點的形成方法。各超大量子點包括：由CdSe所構(gòu)成的核、由ZnS所構(gòu)成的殼以及形成在核與殼之間的合金。殼包覆核的表面。合金由Cd、Se、Zn以及S所構(gòu)成，其中Cd與Se的含量從核到殼逐漸減少，而Zn與S的含量從核到殼逐漸增加。各超大量子點的粒徑大于或等于10納米。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明是有關(guān)于一種量子點及其形成方法，且特別是涉及一種超大量子點及其形成方法。

【背景技術(shù)】

半導體納米粒子，也被稱為量子點(quantum dot s，QDs)，是一種具有納米尺寸(通常小于100納米)與晶體結(jié)構(gòu)的半導體材料，且其可包括數(shù)百至數(shù)千個原子。由于量子點非常小，所以其比表面積大，且具有量子局限效應(quantum confinement effects)。因此，基于量子點的尺寸，量子點具有獨特的物理化學特性，不同于與其相對應的半導體塊材的固有特性。

由于量子點的光電特性可以藉由調(diào)整其核的尺寸來控制，所以量子點仍然是應用于例如顯示設(shè)備的積極研究的對象。然而，當量子點應用在顯示設(shè)備中時，還需要增加穩(wěn)定性、發(fā)光效率、顏色純度、使用壽命以及其他相關(guān)性質(zhì)。

目前，量子點應用上的最大挑戰(zhàn)是長期穩(wěn)定性。強光、高溫、濕氣、揮發(fā)性物質(zhì)以及氧化劑等外部因素會導致量子點的發(fā)光強度產(chǎn)生不可逆的衰減。增加量子點尺寸(主要是殼的厚度)可以增加穩(wěn)定性，但是這需要在原始量子點合成之后進行額外的多道反應步驟以形成額外的外殼，或者是需要較長的反應時間。這二者往往導致更高的成本與更低的量子產(chǎn)率。另外，藉由控制反應時間和改變反應中核與殼的前驅(qū)物的比例來調(diào)整量子點發(fā)射峰波長(即，顏色)也很困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供一種超大量子點及其形成方法。所述超大量子點能夠改善長期穩(wěn)定性。所述方法能夠藉由改變表面活性劑的含量來微調(diào)超大量子點的發(fā)射峰值波長。

本發(fā)明提供超大量子點。各超大量子點包括：由CdSe所構(gòu)成的核、由ZnS所構(gòu)成的殼以及形成在核與殼之間的合金。殼包覆核的表面。合金由Cd、Se、Zn以及S所構(gòu)成，其中Cd與Se的含量從核到殼逐漸減少，而Zn與S的含量從核到殼逐漸增加。各超大量子點的粒徑大于或等于10納米。

在本發(fā)明的一實施例中，所述核的直徑為1納米至4納米，所述合金與所述核的直徑總合為5納米至8納米，且各所述超大量子點的粒徑為10納米至15納米。

在本發(fā)明的一實施例中，所述超大量子點能夠在被激發(fā)時發(fā)光，且其具有等于或大于90％的光致發(fā)光量子效率(photoluminescence quantum efficiency)。

在本發(fā)明的一實施例中，所述超大量子點能夠在被激發(fā)時發(fā)光，且其具有90％至95％的光致發(fā)光量子效率。

在本發(fā)明的一實施例中，各所述超大量子點的所述核能夠吸收固定波長范圍的光源，且發(fā)出至少一種不同波長范圍的光。

本發(fā)明提供一種超大量子點的形成方法，其步驟如下。將乙酸鋅(Zn(ac)₂)、氧化鎘(CdO)、表面活性劑以及溶劑混合在一起，接著進行第一熱處理，以形成第一前驅(qū)物。所述第一前驅(qū)物包括具有所述表面活性劑的鋅-錯合物(Zn-complex)與具有所述表面活性劑的鎘-錯合物(Cd-complex)。將含有S元素、Se元素以及三正辛基膦(trioctylphosphine，TOP)的第二前驅(qū)物加至所述第一前驅(qū)物，以形成反應混合物。對所述反應混合物進行第二熱處理，然后冷卻所述反應混合物，以在所述反應混合物中形成所述超大量子點。

在本發(fā)明的一實施例中，所述表面活性劑包括油酸、三正辛基膦或其組合。所述溶劑包括1-十八烯(1-octadecene)、油酸、三正辛基膦或其組合。

在本發(fā)明的一實施例中，所述第一前驅(qū)物包括油酸鋅(Zn-oleate)與油酸鎘(Cd-oleate)。