[發明專利]一種量子點及其制備方法

有效

• 申請號: 201910245760.1
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109929559B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 趙治強;郭海清;王永紅
• 申請（專利權）人: 北京北達聚邦科技有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;C09K11/70;C09K11/56;C09K11/02;B82Y20/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 尚素麗

本發明公開了一種量子點及其制備方法，該量子點包括量子點核及包裹于所述量子點核上的若干量子點殼層，所述量子點核與相鄰量子點殼層之間設置金屬氧化物層，相鄰量子點殼層之間或者最外層的量子點殼層上均設置金屬氧化物層。本發明通過使用提供氧化作用的前驅體，在量子點核與殼表面都生成金屬氧化物層，使量子點無論核還是每層殼都得到了有效的保護，阻隔水氣、氧氣等對量子點核殼的侵蝕，從而提高量子點的穩定性。使用該量子點制備量子點膜，在不使用阻水隔氧膜情況下，量子點膜在高溫、高濕環境下依然保持良好的穩定性，減弱了對昂貴的阻水隔氧膜的依賴，減小成本，對量子點在顯示、照明等領域的應用具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及納米半導體材料制備領域，具體涉及一種量子點及其制備方法。

背景技術

量子點，又稱為熒光半導體納米晶，由于三個維度尺寸都在納米級，所以是一種準零維納米材料。其顯著的量子限域效應導致其受激發后可以發射熒光，通過改變尺寸大小能夠調節發射波長，使其具有連續分布的發射光譜。基于顯著的量子效應和窄峰寬，量子點在太陽能電池、顯示器件、照明和生物標記等領域具有廣泛的應用前景。全球頂尖的化學專家，浙江大學教授彭笑剛說過，量子點是人類至今發現的最好發光材料。目前，全球各電視機廠商、面板廠商、膜制造企業、量子點材料企業都在積極布局量子點顯示領域，國外如三星、陶氏化學等，國內如TCL、海信、康得新、臺灣華宏、納晶科技、激智科技等。眾所周知，量子點材料在水、氧、高溫、高濕環境下光學性能容易出現不同程度的減弱現象，因此目前市場上大部分量子點膜的最外層需要使用昂貴的阻隔膜對發光層(即量子點)進行保護，這就導致量子點膜的成本居高不下。同樣的，量子點封裝也因量子點材料的不穩定因素而無法在商業上大規模推廣使用。因此提高量子點材料的穩定性對量子點材料的應用具有很大的推進作用。

提高量子點穩定性的方法有很多，最常見的方法是包覆法，即在量子點表面包覆一層或數層保護層。如公開號為US20160017099Al的美國專利采用包覆有機硅配體的方式提高量子點的穩定性。相似的中國專利文獻CN107163946A的專利用有機硅氧烷等與量子點混合，經干燥固化并粉碎后得到耐高溫疏水性量子點-聚硅氧烷復合物。中國專利文獻CN105779968公布了一種在量子點表面采用原子層沉積技術沉積納米或亞微米厚度的金屬氧化物薄膜；中國專利文獻CN105802614A是將制備好的量子點材料與高比表面積的納米金屬氧化物進行混合，或者將高比表面積的納米金屬氧化物添加到所用的陽離子前驅體與陰離子前驅體中制備量子點，中國專利文獻CN108285792具有類似方法，在量子點合成過程中加入金屬氧化物。一些專利同時包覆金屬氧化物與二氧化硅材料，如中國專利文獻CN107541203A。以上種種方案都有一定的局限性或者工藝繁雜，如包覆有機配體以形成聚合物層包覆量子點，此方案得到的量子點材料很可能導致溶解性降低，進一步影響材料的應用；而在量子點上直接引入金屬氧化物，金屬氧化物表面沒有配體，與量子點表面的結合作用不明，在量子點分散過程中容易造成脫落。中國專利文獻CN109321252A使用氧化劑對量子點進行處理，在其表面生成氧化物，得到氧化物包覆的量子點，但是核殼型量子點結構的穩定性不僅僅與最外層的殼層有關，還與量子核與殼之前結構有關。目前報道的II-VI族量子點核外面的殼層中負離子結構為VI族的S、Se、Te，但適當加入O，構成氧化物層，對于量子點的穩定性有極大影響。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于現有技術中量子點穩定性差的缺陷，從而提供了一種穩定性好的量子點及其制備方法。

為此，本發明公開一種量子點，包括量子點核及包裹于所述量子點核上的若干量子點殼層，所述量子點核與相鄰量子點殼層之間設置金屬氧化物層，所述量子點相鄰量子點殼層之間或者最外層的量子點殼層上均設置金屬氧化物層。

其中，量子點殼層的厚度為1-3nm；

所述金屬氧化物層的厚度為0.01-0.4nm；

所述量子點核的直徑為1-15nm。