[发明专利]纳米晶体颗粒、其合成方法和包括其的器件

说明书

本发明提供纳米晶体颗粒、其合成方法和包括其的器件。所述纳米晶体颗粒包括半导体材料和硼。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年2月5日提交的韩国专利申请No.10-2014-0013240和2015年2月3日提交的韩国专利申请No.10-2015-0016823的优先权和权益，这两者的内容通过援引全部并入本文。

技术领域

公开了纳米晶体颗粒、其合成方法和包括其的器件。

背景技术

与块状材料不同，纳米晶体具有独特的作为它们的粒度的函数的物理特性(例如，能带隙和熔点)。例如，半导体纳米晶体(也称为量子点)为具有结晶结构和数纳米的尺寸的半导体材料。半导体纳米晶体具有非常小的尺寸和大的每单位体积的表面积，且可显示出量子限制效应。因此，半导体纳米晶体具有与具有相同组成的块状材料不同的物理化学特性。例如，量子点可具有通过调节其尺寸和组成而选择的能带隙，且因此可以多种波长发射高纯度光。从而，量子点可在显示器、能量器件、半导体和生物应用的不同领域中找到它们的应用，且因此它们已经引起大量关注。

半导体纳米晶体可通过气相沉积方法例如金属有机化学气相沉积(“MOCVD”)或分子束外延(“MBE”)，或者通过将前体添加至有机溶剂以生长晶体的湿式化学方法而合成。在湿式化学方法中，有机材料例如分散剂在晶体生长期间被配位至半导体晶体的表面以控制晶体生长。因此，通过湿式化学方法制造的纳米晶体通常比通过气相沉积方法制造的那些具有更均匀的尺寸和形状。

纳米晶体颗粒可显示出增强的发光效率，但是仍然存在提供改进的量子产率以提供改进的发光效率的需要。

发明内容

一个实施方式提供具有增强的发光性质，例如较高的量子产率和较低的半宽度(下文中也称为“FWHM”)值的纳米晶体颗粒。

另一实施方式提供以提高的产率制备具有增强的发光性质的纳米晶体颗粒的方法。

在一个实施方式中，纳米晶体颗粒包括：半导体材料；硼；和任选的氟，其中所述颗粒具有结合至其表面的有机配体，所述硼以掺杂在所述颗粒中、设置(插入)在晶体结构之间的形式存在，或者作为金属硼化物存在，且所述氟以掺杂在所述颗粒中、设置(插入)在晶体结构之间的形式存在，或者作为金属氟化物存在。

所述半导体材料可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素或化合物、或其组合。

所述纳米晶体颗粒可具有包括第一纳米晶体的核和围绕所述核的壳，所述壳包括结晶或非晶材料。

所述第一纳米晶体可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素或化合物、或其组合。

所述结晶或非晶材料可具有与所述第一纳米晶体的组成相同或不同的组成，且可包括II-VI族化合物、III-V族化合物、IV-VI族化合物、IV族元素或化合物、金属氟化物、金属氧化物、或其组合，并且可具有比所述第一纳米晶体的带隙大的带隙。

硼、氟或这两者可被包括在所述核中、所述核与所述壳之间的界面中、所述壳中、或其组合。

所述硼和所述氟可存在于相同的区域中或彼此不同的区域中。

所述壳可为具有至少两层的多层壳，各所述层包括各自可为结晶或非晶的相同或不同的材料，且所述硼、所述氟或这两者可存在于所述核中、内壳(即所述壳的内层)中、外壳(即所述壳的在所述内层上的外层)中、所述核与所述壳的界面中、所述壳的层之间的界面中、或其组合。所述硼可存在于全部前述区域中。所述氟可存在于全部前述区域中。