[发明专利]纳米晶体颗粒及其合成方法

权利要求书

1.纳米晶体颗粒，其包括至少一种半导体材料和至少一种卤族元素，

其中所述纳米晶体颗粒具有芯-壳结构，所述芯-壳结构包含：包括第一半导体纳米晶体的芯、和围绕所述芯并包括结晶或无定形材料的壳，和

其中所述至少一种卤族元素作为掺杂于其中的状态或作为金属卤化物存在，

其中所述至少一种卤族元素包括氟，

其中所述氟包括在所述芯和所述壳之间的界面处、所述壳中、或者在所述芯和所述壳之间的界面处和所述壳中，

其中所述芯的第一半导体纳米晶体包括InP，

其中所述壳的结晶或无定形材料包括ZnS、ZnSe、ZnSeS、或其组合，

其中所述纳米晶体颗粒包括在锌与氟之间的键，

其中所述纳米晶体颗粒不包括镉，和

其中所述纳米晶体颗粒具有大于或等于约50％的量子产率。

2.权利要求1的纳米晶体颗粒，其中所述第一半导体纳米晶体进一步包括锌。

3.权利要求1的纳米晶体颗粒，其中所述氟包括在所述芯和所述壳之间的界面处和所述壳中。

4.权利要求3的纳米晶体颗粒，其中所述壳为具有至少两个层的多层壳，所述层各自包括相同或不同的结晶或无定形材料并且具有彼此不同的组成，且所述卤族元素包括在选自如下的至少一种区域中：所述壳的内层、所述壳的外层、在所述芯和所述壳之间的界面、以及在所述壳的层之间的界面。

5.权利要求1的纳米晶体颗粒，其中基于所述纳米晶体颗粒的芯中包括的金属的摩尔量，以大于或等于0.05％的量包括所述至少一种卤族元素。

6.权利要求1的纳米晶体颗粒，其中所述壳包括具有与所述第一半导体纳米晶体不同的组成和比所述第一半导体纳米晶体大的带隙的材料。

7.权利要求1的纳米晶体颗粒，其中所述纳米晶体颗粒具有配位到其表面的配体化合物。

8.权利要求7的纳米晶体颗粒，其中所述配体化合物包括RCOOH、RNH₂、R₂NH、R₃N、RSH、R₃PO、R₃P、ROH、RCOOR'、RPO(OH)₂、R₂POOH、或其组合，且其中R和R'各自独立地为C1-C24烷基、C2-C24烯基、或C6-C20芳基。

9.合成权利要求1-8任一项的纳米晶体颗粒的方法，其包括：

获得包括第一前体、配体化合物和溶剂的第一混合物；

任选地加热所述第一混合物；

向任选地加热的所述第一混合物添加卤族元素源、第二前体、和第一纳米晶体以获得第二混合物；和

将所述第二混合物加热至反应温度以引发所述第一前体与所述第二前体之间的反应以获得包括至少一种半导体材料和卤族元素的纳米晶体颗粒，

其中所述卤族元素源包括氟。

10.权利要求9的合成纳米晶体颗粒的方法，其中所述第一前体包括II族金属、III族金属、IV族金属、或其组合，且为如下的形式：金属粉末、烷基化金属化合物、金属醇盐、金属羧酸盐、金属硝酸盐、金属高氯酸盐、金属硫酸盐、金属乙酰丙酮化物、金属卤化物、金属氰化物、金属氢氧化物、金属氧化物、金属过氧化物、或其组合，且所述第二前体包括V族元素、VI族元素、含V族元素或VI族元素的化合物、含卤族元素的化合物、或其组合。