[發明專利]一種四價錳摻雜CsPbCl3量子點的合成方法

在審

• 申請號: 201811155877.2
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109111920A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 潘瑞琨;潘一路;方凡;梅明;陳甘霖;王仁龍;李陽;曹萬強
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 丁齊旭

本發明公開了一種四價錳離子摻雜CsPbCl₃量子點的合成方法。本發明的特點是：采用MnO₂作為錳源，得到一種四價錳離子摻雜的CsPbCl₃的量子點。其制備方法是：先制備油酸銫源前驅體；再制備四價錳前驅體，再將銫源前驅體注射到四價錳前驅體中得到四價Mn摻雜CsPbCl₃的量子點。本發明克服了Mn摻雜CsPbCl₃量子點制備工藝苛刻、重復性較差、熒光量子產率較低、光學穩定性較差等缺點。具體優點是：只需摻入少量的四價Mn便可得到發光性質優異的Mn摻雜CsPbCl₃量子點，并且操作簡單，原料便宜，重復性更強，熒光量子產率較高、光學穩定性好，適合大規模批量生產。

技術領域

本發明涉及光電顯示照明用納米材料技術領域，具體涉及一種四價錳摻雜CsPbCl₃量子點的合成方法。

背景技術

量子點是一種具有優異發光性質的半導體納米晶體，其發射光譜可隨其尺寸的改變而變化，發光范圍覆蓋整個可見光領域。由于其很好的光學性質使得在光電器件、太陽能電池、生物標記等領域都有很多的應用。量子點的種類繁多，近年來由于鈣鈦礦太陽能電池的研究火熱使得鈣鈦礦量子點也得到的迅速發展。CsPbCl₃在鈣鈦礦量子點里產率最低，因而許多研究者們選擇對其進行摻雜提高其光學性質，摻雜后的量子點與本征量子點最大的不同是擁有比后者更大的Stokes Shift，可避免自吸收問題。目前，用Mn對CsPbCl₃量子點進行摻雜的研究較多，而選擇的Mn源多為MnCl₂、Mn(Ac)₂等含二價錳的物質。盡管這些物質可以對CsPbCl₃量子點進行一定量的摻雜，但是制備工藝苛刻，重復性較差，熒光量子產率較低，很難做到大規模生產。

發明內容

本發明提出了一種新的制備Mn摻雜CsPbCl₃量子點的方法，與傳統使用MnCl₂，Mn(Ac)₂等二價錳鹽作為Mn源相比，該方法使用四價的MnO₂氧化物作為錳源，然后用PbO作為鉛源，兩種氧化物同時與NH₄Cl一起反應使得合成的Mn:CsPbCl₃量子點的熒光量子產率更高，所需更少的Mn便可得到發光性能優異的四價Mn摻雜CsPbCl₃量子點，大大節約了原料，符合綠色環保要求。而在穩定性方面不僅得到提升，而且重復性更強，操作簡便，所需原料比例靈活可控。

所述的量子點的熱穩定性與量子點內激子和晶格聲子耦合程度相關，而在四價錳摻雜的量子點內，激子沒有與晶格聲子發生強烈的耦合，因此受到的溫度影響較小，擁有良好的熱穩定性。

所述的四價Mn摻雜CsPbCl₃量子點存在一個寬發射，這是因為除主體的激子發射外，內部的Mn在592nm會有配體轉變。Mn相關發射是發生了CsPbCl₃主體到摻雜錳離子的激子能量轉移。

所述的四價錳摻雜CsPbCl₃量子點的合成方法步驟如下：

a)、制備油酸銫前驅體1

將0.0805～0.0825g的CsCO₃、4～5mL的十八烯(ODE)、0.25～0.3mL的油酸(OA)依次加入到三口燒瓶中，在120℃下真空抽氣一小時，然后通氮氣，再加熱到150℃直到形成無色溶液，即為油酸銫前驅體1。

b)、按Pb:Mn:Cl＝1：0.5～10：4～22比例制備鉛錳前驅體2