[發明專利]量子點及其制備方法

在審

• 申請號: 201810821456.2
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN110746974A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 聶志文;楊一行
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/02;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 44237 深圳中一專利商標事務所
• 代理人: 官建紅

本發明涉及量子點材料技術領域，具體提供一種量子點及其制備方法和應用。所述制備方法包括以下步驟：利用ZnP納米團簇和第一InP核制備第二InP核；以所述第二InP核為核，加入殼層前驅體，使殼層前驅體在所述第二InP核表面生長成殼層，獲得以所述第二InP核為核的量子點。本發明的制備方法通過在第一InP核中加入ZnP納米團簇，可獲得粒徑均一的第二InP核；ZnP納米團簇P中的Zn和P具有較強的化學結合能，在反應中ZnP分解的P單體更加均勻而且更加持久，極大的抑制熟化的發生，可制備出尺寸更加均勻的量子點核，并由此獲得具有殼層的量子點，具有更高的發光效率。

技術領域

本發明屬于量子點材料技術領域，尤其涉及一種量子點及其制備方法。

背景技術

量子點通常是由大量原子組成的且一般呈球形的半導體晶體，由于它的尺寸很小，接近波爾半徑，具有明顯的量子效應。經過多年的研究和發展，II-VI族量子點的制備與合成技術已趨近完善，如：其形貌、尺寸和成分均可以實現精細制備，表面配體可以有選擇性的進行調控；同時，其光致發光效率接近100％，發射峰寬可小于30nm，并開始廣泛應用于發光器件、顯示器件和生物領域中。然而，由于高性能的量子點材料通常含有鎘或鉛等有劇毒的重金屬元素，在實際應用中仍然存在諸多的限制因素，大量制備和使用不僅損害人體生命健康，而且對環境和生態也存在著致命的危害。因此，開發和設計低毒、高性能的量子點是當今學術界的發展熱點之一。

作為III-VI組量子點的重要成員之一，InP量子點具有許多無可比擬的優勢。首先，自身材料由于不含鎘和鉛等A類污染元素和砷、硒等B類污染元素，已經被業界認為是極具研究價值的綠色、環保型材料；其次，InP的波爾半徑為13nm，比一般的量子點半徑大，因此其量子效應更強。然而，相比之下III-VI族量子點的研究發展就相對落后許多。原因之一是In和P間存在強烈的共價鍵，在合成該材料時所使用的前驅體的選擇受到限制，且在制備過程中對合成條件提出了較為苛刻的要求(高溫、長反應時間，且需要絕對的無水無氧條件)，非常不利于后期的規模化制備。經過科學研究者們多年的共同努力和發展，InP量子點的制備和合成技術取得了長足的進步和發展。如該材料可通過調控粒徑尺寸實現從藍色到近紅外的發光，在InP量子制備過程中采用的P(SiMe₃)₃由于其自身反應活性高，在成核瞬間由于消耗過快，導致InP量子點在生長過程中P單體補充不足，使得生長速度緩慢，容易發生熟化，引起所制備的InP量子點粒徑分布變寬。為克服InP量子點合成過程中P(SiMe₃)₃消耗過快的問題，研究者對其進行了改進。如：采用活性相對較弱的P(GeMe₃)₃來制備InP量子點，然而具有良好單分散性的量子點難以實現；借鑒II-VI族量子點的合成思路，通過控制納米團簇中間體的生成，可以一定程度上的提高InP量子點的粒徑分布不均勻問題。然而，該方法通常是將InP的團簇作為P源來二次成核以便獲得粒徑分布較均勻的InP量子點，如公開號CN 106479482A的中國發明專利中采用第一InP核和InP團簇來制備第二InP核，然后在第二InP核外進行ZnSeS或ZnSe/ZnS殼層的生長。采用InP團簇可以一定程度上補充第二InP核生長的過程中所需的單體，從而一定程度上減少熟化的發生，有助于制備單分散的InP量子點。然而，該方法所制備的量子點的粒徑分布仍難以與II-VI族量子點相比擬，其光致發光效率和發射峰寬遠遠落后于II-VI族量子點。

因此，InP量子點的制備方法依舊需要繼續改進和發展。

發明內容

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InP量子點制備方法存在的量子點粒徑不均勻、發光效率差等問題。

本發明是這樣實現的：一種量子點的制備方法，至少包括以下步驟：

利用ZnP納米團簇和第一InP核制備第二InP核；