[发明专利]一种锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料及其制备方法和应用有效

专利信息
申请号: 201611183005.8 申请日: 2016-12-20
公开(公告)号: CN106701083B 公开(公告)日: 2019-03-12
发明(设计)人: 张家雨;许瑞林 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: C09K11/88 分类号: C09K11/88;C09K11/02;G01N21/64;H01L31/04
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 郑立发
地址: 210096 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 量子点 荧光材料 锰离子 掺杂 激子 制备方法和应用 中转站 二价锰离子 发光效率 缺陷捕获 掺杂的 宽禁带 耦合器 包覆 壳层 内核 易被 振子 引入
【权利要求书】:

1.一种锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料,其特征在于,在Ⅱ型量子点A/B中掺杂入Mn2+形成锰离子掺杂Ⅱ型量子点A:Mn/B,再包覆高质量的宽禁带ZnS壳层,即得所述锰离子掺杂Ⅱ型量子点(A:Mn/B/ZnS)荧光材料;

所述锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)制备成核掺杂半导体量子点A:Mn:利用硬脂酸锰和过量的S制备晶核MnS,再包覆A壳层材料,制备掺杂量子点A:Mn,提纯所得量子点并溶解,作为下一步壳层包覆的晶核;

(2)包覆高质量的B壳层和ZnS壳层:利用含有壳层元素的前驱体溶液,采用高温快速包覆方法包覆高质量的B壳层和ZnS壳层,得到含有A:Mn/B/ZnS量子点的溶液;

(3)提纯步骤(2)制得的A:Mn/B/ZnS量子点,即得所述荧光材料。

2.根据权利要求1所述的锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料,其特征在于,所述II型量子点A/B是CdS/ZnSe、ZnSe/CdS、ZnTe/ZnSe或者ZnSe/ZnTe。

3.根据权利要求1所述的锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料,其特征在于,所述Ⅱ型量子点荧光材料在远离表面的晶核中引入Mn2+掺杂来作为激发Ⅱ型量子点所产生Ⅱ型激子的能量中转站和耦合器。

4.权利要求1-3任一项所述锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)制备成核掺杂半导体量子点A:Mn:利用硬脂酸锰和过量的S制备晶核MnS,再包覆A壳层材料,制备掺杂量子点A:Mn,提纯所得量子点并溶解,作为下一步壳层包覆的晶核;

(2)包覆高质量的B壳层和ZnS壳层:利用含有壳层元素的前驱体溶液,采用高温快速包覆方法包覆高质量的B壳层和ZnS壳层,得到含有A:Mn/B/ZnS量子点的溶液;

(3)提纯步骤(2)制得的A:Mn/B/ZnS量子点,即得所述荧光材料。

5.根据权利要求4所述的锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,在包覆A壳层材料之前先包覆一层利于锰离子扩散的ZnS过渡层。

6.根据权利要求4所述的锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中包覆高质量的B壳层和ZnS壳层,包覆方法包括以下步骤:把含有B壳层的一前驱体溶液加热,注入步骤(1)所得晶核,然后注入一定的B壳层的另一前驱体溶液,形成A:Mn/B,退火;再注入ZnS的前驱体溶液,形成ZnS壳层,并退火,即得含有A:Mn/B/ZnS量子点的溶液。

7.权利要求1-3任一项所述锰离子掺杂Ⅱ型量子点荧光材料的应用,其特征在于,所述荧光材料用于生物荧光标记或者太阳能电池。

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