[发明专利]一种自钝化量子点及其制备方法

说明书

本发明涉及一种自钝化量子点及其制备方法，该量子点为自钝化元素铝掺杂的量子点，量子点中铝的含量为0.1‑40wt％。制备时：将量子点核、溶剂加入反应容器，控制温度为100‑120℃，抽真空30‑50分钟；向反应容器中充入惰性气体，升温到230‑280℃，按每小时包覆材料前驱体溶液的注入量为量子点核元素摩尔浓度1倍或2倍，将包覆材料前驱体溶液注入反应容器对量子点核进行包覆，得到自钝化量子点；其中铝以铝前驱体的形式掺杂在量子点核的前驱体溶液中，或者掺杂在包覆材料前驱体溶液中。与现有技术相比，本发明制备的量子点形貌较好，光稳定性显著提高。

技术领域

本发明属于半导体纳米材料(量子点)制备技术领域，尤其是涉及一种自钝化量子点及其制备方法。

背景技术

自从量子点发现以来，由于其特殊的结构而赋予优异的光电性质引起广泛关注。量子点最突出的性能之一“荧光性能”，其具有半峰宽更窄、颗粒小无散射损失和光谱随尺寸可调等性能。然而，由于量子点尺寸大多数为3-10纳米，表面积非常大，在使用过程中易与空气中的氧和水作用，在表面形成多种缺陷，从而使荧光发生猝灭，稳定性差极大地限制了量子点的使用。

现阶段，提高量子点稳定性主要有以下2种方法：(1)制备核壳结构的量子点以提高其稳定性，但仅仅通过增加壳层的厚度的方法，提高量子点稳定性的效果有限。(2)利用二氧化硅或者高分子包覆等方法来增强量子点的稳定性，但这些方法普遍存在不足，在包覆过程中，损害量子点的表面，往往造成量子点荧光效率降低。因此，提高量子点的稳定性是一个亟待解决的问题。

中国专利CN103058274A公开了金属掺杂氧化钛量子点的制备方法，尤其采用高温油相制备金属掺杂氧化钛量子点的方法，属于量子点技术领域。1)将金属钛化合物A和掺杂金属化合物B溶解于溶剂C中形成溶液D；2)将配体E加入于溶液D中形成溶液F；3)将溶液F抽真空并充氮气，然后升温至所需温度并搅拌所需时间后，待溶液冷却至室温；根据需要可以重复抽真空并充氮气过程；4)对步骤3)得到的溶液F进行离心清洗，并分散于溶剂G中得到金属掺杂氧化钛量子点溶液。该发明涉及拓宽二氧化钛量子点对可见光部分的吸收，并未涉及量子点的稳定性，而量子点的稳定性对实际应用至关重要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超稳定的自钝化量子点及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种自钝化量子点，其特征在于，该量子点为自钝化元素M掺杂的量子点，量子点中自钝化元素M的含量为0.1-40wt％，所述的自钝化元素M为Al、Zr、Fe、Ti、Cr、Ta、Si或Ni。

作为优选的技术方案，自钝化元素M为Al。

所述的量子点为由量子点核及包覆在量子点核外的包覆材料构成的核壳结构。

所述的自钝化元素M掺杂在量子点核的材料中，或者掺杂在包覆材料中。

所述的包覆材料与量子点核的材料相同或不同。

所述的量子点核外包覆至少一层包覆材料，通过调控对量子点核的包覆层数调节包覆材料的厚度，优选1-20层。

所述的量子点核为二元结构量子点核、三元结构量子点核或四元结构量子点核。

所述的二元结构量子点核为AX，A为镉、锌、汞、铅、锡、镓、铟、钙、钡或铜，X为硫、硒、氮、磷、砷、碲或锑；

所述的三元结构量子点核为A₁A₂X，其中A₁与A₂分别为镉、锌、汞、铅、锡、镓、铟、钙、钡或铜中的一种，且A₁与A₂不同，X为硫、硒、氮、磷、砷、碲或锑，