[发明专利]具有至少四成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点的制备方法以及由此制备的量子点

说明书

本发明公开了一种具有至少四成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点的制备方法、由此制备的量子点以及该量子点的应用。目前制作量子点核的工艺因为反应速度快，工艺较难，合成核与壳时需要消耗很多的工艺设备及工艺时间，存在量产低的问题。本发明的制备方法包括以下步骤：步骤a)，从11族至17族元素中选择的前驱体溶液反应，形成至少四成分核以及在上述核表面形成的壳结构；步骤b)，然后与溶解有纳米金属氧化物或半导体氧化物前驱体的溶液混合，混合后的溶液与碱性氢氧化物溶液反应，形成金属氧化物或半导体氧化物作为最外壳的结构。本发明量子点的核至少四成分，相比于2成分核的合成而言，不受反应温度、时间的支配，适用于量产。

技术领域

本发明涉及量子点领域，更详细地说是一种具有至少四成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点的制备方法、由此制备的量子点以及该量子点的应用。

背景技术

量子点技术可通过调节半导体纳米粒子的尺寸，激发各种波长的光，以窄的半峰宽再现高纯度的色彩，使用单一材料即可激发可视光领域的各种波长。因此，量子点技术在为了再现天然色的技术当中是最理想的技术，显示领域为了把天然的色彩表现在画面中对此技术非常关注。

这种半导体纳米粒子，即量子点，有用UV波长范围的光照射激发光的光致发光(Photoluminescence,PL)和加电场激发光的电致发光(Electroluminescence,EL)两种方法，可应用于医疗、照明、显示等各种领域。

量子点的结构具备由数个纳米大小的粒子决定激发波长的核(Core)、把具有窄能带隙(Energy bandgap)的核的能量用具有宽能带隙的物质覆盖的壳(Shell)。另外，壳起到锁住核的能量的作用，形成核的粒子能够发光的能量结构，并因此使发光效率增大。并且形成了为使向外部传达能量和与溶剂分散更容易的配体。

现有关于量子点结构的研究中，有很多针对设计核-壳(Core-shell)结构的能带隙，把对热和外部环境脆弱的有机配体与无机物结合，或者用无机材料替换等提高信赖性的方向的研究。其中有机配体的问题是，氧化稳定性非常低，并且由于捕获激发光发生的电子，所以光转换效率降低。

为了解决此问题，韩国专利申请号10-2005-0074779公开了一种形成II-VI半导体化合物的高发光性I型叠层结构核/2层壳量子点及其制备方法，其提供了具有II型叠层结构核/2层壳量子点：II-VI化合物核-在上述II-VI化合物核的表面形成第1层壳，第1层壳是具有比上述II-VI化合物核的能带隙更大的能带隙的II-VI化合物-在上述第1层壳II-VI化合物的表面形成第2层壳，第2层壳是具有比上述第2层壳II-VI化合物更大的能带隙的II-VI化合物；并提供了利用湿法化学法的制备方法。

但是，量子点的核由激发波长决定，上述制作核的工艺因为反应速度快，所以工艺较难，合成核与壳时需要消耗很多的工艺设备及工艺时间，因此存在量产低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种具有至少四成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点的制备方法，确保多种成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点制备的量产性，以及大量生产容易化，将对外界环境的影响脆弱的量子点的最外壳制作成氧化物结构的量子点，制作对水分和热具有稳定性的量子点，确保其信赖性。

为此，本发明采用如下的技术方案：具有至少四成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点的制备方法，包括以下步骤：

步骤a)，从11族至17族元素中选择的前驱体溶液在280-320℃温度下反应，形成多成分核以及在上述核表面形成的壳结构；

步骤b)，上述步骤a)得到的具有至少四成分核/壳的量子点纳米粒子与溶解有纳米金属氧化物或半导体氧化物前驱体的溶液混合，混合后的溶液与碱性氢氧化物溶液在50-80℃温度下反应，形成金属氧化物或半导体氧化物作为最外壳的结构，从而制得具有至少四成分核/壳/氧化物最外壳结构的量子点。