[發明專利]核殼半導體納米片、其制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910704614.0
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110408382B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 彭笑剛;王永紅
• 申請（專利權）人: 浙江大學;納晶科技股份有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/88;C09K11/56;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;H01L51/50;H01L51/54;H01L51/42
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁文惠

本發明提供了一種核殼半導體納米片、其制備方法及其應用。該核殼半導體納米片的制備方法，包括：S1，制備含纖鋅礦納米晶的溶液；S2，將第一陽離子前體、第一陰離子前體、第一配體、第一溶劑和含纖鋅礦納米晶的溶液混合，纖鋅礦納米晶作為核，加熱反應使得在核的表面進行外延生長，得到含核殼半導體納米片的第一產物體系。上述制備方法中，通過選取纖鋅礦納米晶為核，同時第一配體對生長過程中的納米粒子的表面晶面進行選擇性鈍化，從而控制不同晶面具有不同的生長位置，可以控制半導體納米片各個維度的尺寸，即可以外延生長成各向異性的結構。

技術領域

本發明涉及納米材料合成領域，具體而言，涉及一種核殼半導體納米片、其制備方法及其應用。

背景技術

半導體納米晶在三個維度具有量子限域效應，具有熒光連續可調、吸收寬、發射窄、色純度高、量子效率高、光穩定性好等特點使其在太陽能電池、照明、顯示、激光及生物標記及成像等領域有廣泛應用。二維半導體納米片在一個方向具有限域效應從而具有發光各向異性，使其在發光二極管、激光等應用上具有更明顯的優勢。目前人們已經成功得到單一結構的二維半導體納米片、以單一結構的二維半導體納米片為核的核殼結構。單一結構的二維半導體納米片雖然具有原子級平整的表面，它們的熒光量子產率及熒光穩定性等光學性質不足以滿足實際應用。目前關于二維核/殼結構的研究文獻較少，且對其光學性能的控制遠不如零維核/殼結構和一維核/殼結構。另一方面，現有技術對納米片的C軸及AB面的尺寸無法靈活調節。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種核殼半導體納米片、其制備方法及其應用，以解決現有技術中核殼半導體納米片光學性質差，及核殼半導體納米片尺寸無法有效調節的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種核殼半導體納米片的制備方法，包括：S1，制備含纖鋅礦納米晶的溶液；S2，將第一陽離子前體、第一陰離子前體、第一配體、第一溶劑和上述含纖鋅礦納米晶的溶液混合，上述纖鋅礦納米晶作為核，加熱反應使得在上述核的表面進行殼的外延生長，得到含上述核殼半導體納米片的第一產物體系。

進一步地，上述含纖鋅礦納米晶的溶液中的纖鋅礦納米晶為CdSe，上述第一陽離子前體中的陽離子為Cd，上述第一陰離子前體中的陰離子為S。

進一步地，上述第一陽離子前體與上述第一陰離子前體的摩爾比小于1，優選為1：1.5～1：2。

進一步地，上述第一配體選自第一脂肪胺和第一脂肪酸中的一種或多種，優選地，上述第一配體與上述第一陽離子前體的摩爾比為小于15。

進一步地，上述第一配體為第一脂肪酸，上述第一陽離子前體與上述第一脂肪酸的摩爾比為1：5～1：10。

進一步地，上述第一配體為第一脂肪胺和上述第一脂肪酸，上述第一脂肪胺、上述第一脂肪酸、上述第一陽離子前體的摩爾比為5：5：1。

進一步地，上述S2中的反應溫度為220℃～280℃。

進一步地，上述S1包括將第二陽離子前體，第二陰離子前體，第二配體和第二溶劑混合并加熱反應得到含纖鋅礦納米晶的第二產物體系，對上述第二產物體系進行分離純化得到上述纖鋅礦納米晶，將上述纖鋅礦納米晶溶解于第三溶劑中得到上述含纖鋅礦納米晶的溶液。

進一步地，上述S2還包括對上述第一產物體系進行分離純化，得到上述核殼半導體納米片。

進一步地，上述制備方法還包括：S3，對上述核殼半導體納米片進行表面處理以去除表面缺陷，得到性能優化的核殼半導體納米片。

進一步地，上述S3中，包括S3a，將第二脂肪胺、第四溶劑、上述核殼半導體納米片和上述第一陰離子前體混合，在80℃～150℃中保持一定時間，并進行純化分離，得到第一表面處理的核殼半導體納米片。