[發明專利]核殼結構的無鎘量子點及其制備方法

有效

• 申請號: 201910740272.8
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN112391157B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 梁良;吳龍佳
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/88;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 黃志云

本發明提供了一種核殼結構的無鎘量子點的制備方法，包括以下步驟：提供ZnInSe量子點溶液；將所述ZnInSe量子點溶液加熱至250℃～300℃，加入鋅前驅體溶液混合處理后，同時加入硒前驅體溶液和硫前驅體溶液，調控所述硒前驅體溶液和硫前驅體溶液的加入速率，以反應制備得到ZnInSe/ZnSeS核殼結構量子點或ZnInSe/ZnSeS/ZnS核殼結構量子點。采用該方法可以在光化學穩定性差的ZnInSe量子點表面形成對水氧不敏感的ZnSeS殼層，提高量子點的光化學穩定性，同時提高量子點的熒光特性。

技術領域

本發明屬于量子點技術領域，尤其涉及一種核殼結構的無鎘量子點及其制備方法。

背景技術

近些年來，量子點材料由于發光效率高、激發范圍廣、發射光譜窄、顏色波長可調、穩定性強等特點，在顯示技術、太陽能電池和生物技術等方面的應用受到越來越多的關注。量子點材料是尺寸在1-10nm的半導體納米晶，具有優良的發光性能。由于量子限域效應，其發光波長隨量子點尺寸的增長不斷紅移，可擴展至整個可見光及近紅外區域。常見的量子點材料有II-VI族、III-V族、I-III-VI族等半導體，其中II-VI族研究較多。在過去幾十年的發展中，量子點的研究尤其集中在Cd類量子點，雖然其制備方法已十分成熟，但是，由于含重金屬元素Cd，在生物代謝活動中不易排出體外，容易在肝、脾等器官富集表現出生物毒性，因此II-VI族元素量子點自身元素的生物毒性限制了它的進一步發展，尤其是在生物活體診斷領域的進一步應用。另外，生物組織的自發熒光效應和組織本身對波長較短的光線具有的顯著的吸收和散射效應，這些都影響生物活體診斷的不利因素，大大限制了它的商業應用。因此，尋找一種新型、無毒、高效的量子點已經成為了當務之急。

無鎘量子點以含銦(In)量子點為代表，具有無重金屬元素、斯托克斯位移較大、發光范圍寬等優點，受到科研界和產業界的廣泛關注。目前，含In量子點由于自身的無毒性，高的量子產率，近年來受到了來自顯示技術、照明、太陽能電池、生物標記等領域的廣泛關注，有望代替含鎘類量子點成為一種新型的熒光材料。ZnInSe量子點是一種具有較強的穩定性的無毒水溶性量子點，作為一種不含有毒重金屬的II-III-VI族半導體量子點材料，目前在顯示技術、太陽能電池領域受到了廣泛的關注。但是由于II-III-VI族半導體量子點材料在可見光區域的量子產率較低、以及光化學穩定性較差，導致其在可見光領域的開發應用并不多見。

發明內容

本發明提供一種核殼結構的無鎘量子點及其制備方法。

本發明第一方面提供一種量子點的制備方法，包括以下步驟：

提供ZnInSe量子點溶液；

將所述ZnInSe量子點溶液加熱至250℃～300℃，加入鋅前驅體溶液混合處理，并加入硒前驅體溶液和硫前驅體溶液，調控所述硒前驅體溶液和硫前驅體溶液的加入速率，以反應制備得到ZnInSe/ZnSeS核殼結構量子點或ZnInSe/ZnSeS/ZnS核殼結構量子點。

本發明第二方面提供一種核殼結構的無鎘量子點，包括ZnInSe量子點內核，以及形成在所述ZnInSe量子點內核表面的ZnSeS殼層。

本發明提供的量子點的制備方法，先將ZnInSe量子點溶液加熱，加熱鋅前驅體溶液后，同時加入硒前驅體溶液和硫前驅體溶液，并通過調控所述硒前驅體溶液和硫前驅體溶液的加入速率，制備ZnInSe/ZnSeS核殼結構量子點或ZnInSe/ZnSeS/ZnS核殼結構量子點。該方法所需設備簡單，容易操作，更重要的是，采用該方法可以在光化學穩定性差的ZnInSe量子點表面形成對水氧不敏感的ZnSeS殼層，提高量子點的光化學穩定性，同時提高量子點的熒光特性。此外，本發明可以通過調控硒前驅體溶液和硫前驅體溶液的加入速率，制備得到ZnInSe/ZnSeS核殼結構量子點或ZnInSe/ZnSeS/ZnS核殼結構量子點，根據需要獲得滿足熒光性能要求的核殼結構量子點。