[發明專利]復合材料及其制備方法和量子點發光二極管

有效

• 申請號: 201910763338.5
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN112397625B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 何斯納;吳龍佳;吳勁衡
• 申請（專利權）人: TCL科技集團股份有限公司
• 主分類號: H01L33/26
• 分類號: H01L33/26;H01L33/00;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: 方良

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種復合材料及其制備方法和量子點發光二極管。所述復合材料包括二氧化鈦納米顆粒和摻雜在所述二氧化鈦納米顆粒中的磷元素和釩元素。所述復合材料的制備方法包括如下步驟：提供鈦鹽、正磷酸鹽和釩鹽；將所述鈦鹽、正磷酸鹽和釩鹽溶于有機溶劑中，得到混合溶液；將所述混合溶液與堿液混合進行加熱，得到前驅體溶液；將所述將前驅體溶液進行固液分離，得到復合材料。本發明提供的復合材料用于量子點發光二極管的電子傳輸材料，可以促進電子?空穴在量子點發光層中有效地復合，降低激子累積對器件性能的影響，從而提高器件的顯示性能。

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種復合材料及其制備方法和量子點發光二極管。

背景技術

二氧化鈦(TiO₂)是一種廣泛應用的多功能材料，具有3.2eV的寬禁帶，它有著獨特的光學、電學及物理性質，以及優良的化學穩定性，能夠抵抗介質的電化學腐蝕，己被廣泛應用于涂料、化妝品、半導體、傳感器、介電材料、催化劑等領域。另外，二氧化鈦是一種重要的寬禁帶間接帶隙半導體材料，廣泛地用作為陽極催化分解水、太陽能電池等光化學以及光電子器件的功能材料。

另一方面，二氧化鈦(TiO₂)作為一種更加廉價并且穩定的金屬氧化物，在電極材料、氣敏材料及超級電容器等領域被廣泛應用，在工業中也可以低成本和大面積制備。TiO₂與ZnO性質類似，有相似的光電性能，卻有比ZnO更高的電子遷移率，應該也可以作為電子傳輸材料，但是在量子點發光二極管 (Quantum Dot Light Emitting Diodes，QLED)中卻鮮有報道。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種復合材料及其制備方法和量子點發光二極管，旨在解決現有二氧化鈦的禁帶較寬，從而使其電子傳輸效果不理想的技術問題。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明一方面提供一種復合材料，所述復合材料包括二氧化鈦納米顆粒和摻雜在所述二氧化鈦納米顆粒中的磷元素和釩元素。

本發明提供的復合材料是一種磷元素(P)和釩元素(V)共摻雜的TiO₂納米顆粒材料，通過受主(P)-施主(V)共摻的辦法使TiO₂中施主能級變淺，有效降低TiO₂的導帶底，形成性能良好的n型TiO₂；當摻入釩元素時，摻入的釩原子以V⁵⁺的方式發生固溶，V⁵⁺占據了晶格中Ti⁴⁺的位置，釩原子的5個價電子中有4個與O結合形成飽和鍵，第5個電子從雜質原子上分離出去，形成了1個多余的價電子，此電子的能級位于能隙中稍低于導帶底處，在常溫下就能獲得足夠的能量躍遷到導帶上成為自由電子，在外加電場作用下定向運動而導電，因此摻雜釩元素的結果是增加了凈電子，使TiO₂的電阻降低，增加電導率；而當摻入磷元素時，P替代O有效降低TiO₂的導帶底，從而達到施主能級變淺的目的，降低了施主元素的離化能。因此，當P-V共摻雜時，由于能級之間的強耦合作用，施主離化能顯著減小，并且由于P-V間存在較強的親和力，摻雜中不易形成間隙受主缺陷，而且P-V的摻雜可以提高TiO₂的自由載流子濃度，使TiO₂的電阻降低，增加電導率，提高電子傳輸能力。總之，P-V的摻雜可使TiO₂中電子費米能級移動到導帶，使得TiO₂的禁帶寬度變窄，電子可以比較容易地從雜質能級躍遷進入導帶，這樣的復合材料用于量子點發光二極管的電子 傳輸材料，可以促進電子-空穴在量子點發光層中有效地復合，降低激子累積對器件性能的影響，從而提高器件的顯示性能。

本發明另一方面提供一種復合材料的制備方法，包括如下步驟：

提供鈦鹽、磷酸鹽和釩鹽；