[發明專利]具有包覆外殼的鈣鈦礦量子點及其制備方法、量子點器件

有效

• 申請號: 202211673953.5
• 申請日: 2022-12-26
• 公開（公告）號: CN115948164B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 張健;鄭策;韓磊;王棟;宋挺輝
• 申請（專利權）人: 無錫極電光能科技有限公司
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;H10K50/115;H10K71/00;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發明屬于鈣鈦礦量子點技術領域，具體涉及一種具有包覆外殼的鈣鈦礦量子點及其制備方法、量子點器件。該方法采用與鹵素強結合的鋁源作為配體加入鈣鈦礦量子點的合成步驟中，利用量子點表面鹵素位點錨定含鋁配體；再通過反應環境將其變為致密的氧化鋁外殼，利用鋁與鹵素之間強相互作用，增強配體的鈍化效果和穩固晶格作用。鋁配體可利用后處理手段形成氧化鋁外殼，以量子點表面鹵素位為活性位點，牢牢錨定在量子點表面，大幅增強核殼之間相互作用，起到既能穩固量子點晶格又能隔絕外界環境的雙重作用；同時，利用鈣鈦礦量子點表面鹵素與鋁的強配位作用，可極大提升鈣鈦礦量子點對包覆過程中極性環境的抗性，大幅減少對量子點性能的影響。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦量子點技術領域，具體涉及一種具有包覆外殼的鈣鈦礦量子點及其制備方法、量子點器件。

背景技術

隨著科技發展，量子點顯示技術已成為現代光電產品最重要的組成部分之一。光電產品的普及和發展對材料顯示性能、穩定性和環保性等諸多方面的要求日益提高。與傳統半導體量子點相比，鉛鹵鈣鈦礦量子點由于其卓越的光學性質、較低的合成成本和環境友好等特性近年來逐步成為顯示領域的有力競爭者。

然而，目前的鉛鹵鈣鈦礦量子點材料在濕度、氧環境、紫外光、熱氛圍等嚴苛條件下難以保持良好的穩定性，極大影響了在顯示領域的實際應用。對此，研究者們在提高量子點穩定性方面進行了大量探索。其中，核殼結構被認為是提高量子點穩定性的有效手段之一，通過包覆層將量子點與外界環境隔絕，能夠極大提高量子點耐候性和使用壽命。

例如，現有技術中有將量子點材料用介孔二氧化硅包覆，可隔絕量子點與外界環境直接接觸，大幅提高環境耐受性，但核殼之間存在較大空隙，外殼材料只能起到屏蔽作用，無法起到穩固晶格作用；還有將量子點表面通過配體工程進行鈍化，可提高量子點晶格穩定性，但在光、熱、水、氧等嚴苛環境下配體易脫落，穩定性較差；還有采用后處理方法，先通過配體穩定晶格，后進行水解包覆外殼，但水解過程需要借助極性環境，對量子點自身造成一定不可逆影響。諸如此類方法，或通過配體作用穩固晶格，或充當致密外殼隔絕環境，但始終難以實現二者的統一結合。

我方案號

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中通過構建核殼結構提高量子點穩定性的方法存在的上述缺陷，從而提供一種具有包覆外殼的鈣鈦礦量子點及其制備方法、量子點器件。

為此，本發明提供如下技術方案：

本發明提供一種具有包覆外殼的鈣鈦礦量子點的制備方法，包括如下步驟：

S1，采用溶液法制備鈣鈦礦量子點，在制備的過程中加入鋁配體，得到含有鋁配體的鈣鈦礦量子點；

S2，將所得產物與鋁源混合，在鹵化氫存在下進行水解包覆，產物分離，得到具有包覆外殼的鈣鈦礦量子點。

可選地，步驟S1的反應體系中鹵素和鋁配體摩爾比為M(鹵素)：M(Al)＝1：0.8～2.5，優選為1：1.2～1.5。

可選地，所述鋁配體選自異丙醇鋁、仲丁醇鋁、正丁醇鋁、叔丁醇鋁、三乙醇鋁、三甲基鋁、三丁基鋁、堿式乙酸鋁中一種或幾種的組合。

可選地，步驟S2中，先將含有鋁配體的鈣鈦礦量子點分散到有機溶劑中得到量子點分散液，再與鋁源混合；

本發明中所用的有機溶劑為鈣鈦礦量子點的良溶劑，典型非限定性地，所述有機溶劑可以為甲苯。

可選地，步驟S2中，添加鹵化氫和量子點分散液的體積比為1：25～600，優選為1：50；

可選地，鹵化氫的質量濃度為36-57％。

我方案號

可選地，步驟S2中，添加鋁源和鹵化氫的摩爾比為1：0.1～1，優選為1:0.2～0.4。