[发明专利]具有核-壳结构的掺杂半导体纳米晶量子点及其制备方法

权利要求书

1.一种具有核-壳结构的掺杂半导体纳米晶量子点，包括Mn掺杂的纳米晶核和壳层，其特征在于，

所述纳米晶核的组成为Mn_zZn_1-zSe_xS_1-x，所述壳层为ZnSe_yS_1-y，其中，0<x≤1，0≤y<1，0<z≤0.5；

所述纳米晶核的尺寸为2～15nm，所述壳层的尺寸为2～15nm；

所述纳米晶量子点的发射波长为590～630nm。

2.根据权利要求1所述的纳米晶量子点，其特征在于，0.5≤x≤1，0≤y≤0.5，0.05≤z≤0.5；其中所述纳米晶核的尺寸为2～5nm，所述壳层的尺寸为2～10nm。

3.根据权利要求1所述的纳米晶量子点，其特征在于，所述纳米晶量子点具有球形形貌和闪锌矿结构，所述纳米晶量子点的粒径分布为4～15nm。

4.根据权利要求1所述的纳米晶量子点，其特征在于，所述壳层的表面具有配体，所述配体选自含有氨基和/或巯基的脂肪烃、含有氨基和/或巯基的脂肪醇、含有氨基和/或巯基的脂肪酸、含有氨基和/或巯基的脂肪酸酯、氨基和/或巯基修饰的聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚马来酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的纳米晶量子点，其特征在于，所述纳米晶量子点的吸收带边≤460nm，发射峰半峰宽为30～100nm。

6.一种具有核-壳结构的掺杂半导体纳米晶量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、制备Mn掺杂的纳米晶核；以及

S2、向所述Mn掺杂的纳米晶核中加入第一配体与单分子含锌含硫前驱体，利用外延生长法在所述Mn掺杂的纳米晶核的表面包覆壳层，然后再加入双分子含锌前驱体，协同生长，得到所述掺杂半导体纳米晶量子点；

所述纳米晶核的组成为Mn_zZn_1-zSe_xS_1-x，所述壳层为ZnSe_yS_1-y，其中，0<x≤1，0≤y<1，0<z≤0.5；

所述纳米晶核的尺寸为2～15nm，所述壳层尺寸为2～15nm；

所述纳米晶量子点的发射波长在590～630nm；

所述第一配体选自巯基化合物、脂肪酸和脂肪胺中的一种或多种，所述单分子含锌前驱体选自乙基黄原酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌和十六烷基黄原酸锌中的一种或多种，所述双分子含锌前驱体选自硬脂酸锌、油酸锌和十一烯酸锌中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，制备所述Mn掺杂的纳米晶核的步骤包括：

S11、将含Mn金属盐前驱体与非络合溶剂混合，加热至150℃～350℃，使所述含Mn金属盐前驱体溶解，形成含Mn离子溶液；以及

S12、将含Se/S前驱体与所述第一配体混合，之后在270℃～350℃下注入到所述含Mn离子溶液中，得到溶液A；以及

S13、在280℃～350℃下向所述溶液A中注入第二配体和双分子含锌前驱体的混合液，反应1～60分钟，得到所述Mn掺杂的纳米晶核；其中，

所述含Mn金属盐前驱体选自羧酸锰、乙酰丙酮锰、锰的巯醇化合物、锰的络合物和锰的硫醇化合物中的一种或多种；

所述非络合溶剂选自烯烃、烷烃、醚类和芳香化合物中的一种或多种；

所述含Se/S前驱体选自Se的有机磷化合物溶液、Se的十八烯溶液、S的十八烯溶液、或者S和Se的十八烯混合溶液；

所述第二配体为脂肪胺和十八烯的混合液。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中包覆所述壳层的步骤包括：

S21、将含有所述Mn掺杂的纳米晶核的溶液调至50℃～100℃，加入所述第一配体和所述单分子含锌含硫前驱体，反应1～60分钟，形成溶液B；

S22、向所述溶液B中加入所述双分子含锌前驱体，得到溶液C；以及

S23、将所述溶液C升温至150℃～200℃，协同生长10～60分钟，得到所述掺杂半导体纳米晶量子点。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，重复所述步骤S2以调整所述壳层的包覆厚度。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括将所述步骤S2中制备的含有所述掺杂半导体纳米晶量子点的溶液在200℃～350℃下进行淬火，降温以及分离提纯的步骤。