[发明专利]一种铝掺杂半导体量子棒及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种铝掺杂半导体量子棒，其特征在于，所述铝掺杂半导体量子棒具有核壳结构，核为CdSe、CdTe、CdS、ZnSe、CdTe、CuInS、InP、CuZnSe或ZnMnSe中的任意一种或至少两种的混合物，壳层为Al掺杂的壳基材，所述壳基材为CdS、ZnO、ZnS、ZnSe或ZnTe中的任意一种或至少两种的混合物。

2.如权利要求1所述的铝掺杂半导体量子棒，其特征在于，所述核为CdSe。

3.如权利要求1或2所述的铝掺杂半导体量子棒，其特征在于，所述壳基材为CdS。

4.一种如权利要求1～3任一项所述的铝掺杂半导体量子棒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将核材料的阴离子源溶解于有机溶剂中，得到溶液I；将有机铝溶解于含硫有机溶剂中得到Al溶液；

(2)将核材料的阳离子源与表面修饰剂a混合，加热至透明后溶于所述有机溶剂，得到溶液II，与步骤(1)所得溶液I混合，反应后，得到核材料溶液；

(3)将步骤(2)所得核材料溶液分散到酸溶液中，得到核材料的酸溶液；

(4)将壳材料的阳离子源与表面修饰剂b混合，加热至透明后，依次加入步骤(1)所得Al溶液和步骤(3)所得核材料的酸溶液，升温进行反应，得到铝掺杂半导体量子棒溶液。

5.如权利要求4所述的铝掺杂半导体量子棒的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述有机溶剂包括三正辛基膦；

优选地，步骤(1)所述溶液I中核材料的阴离子浓度为0.5～1.5mol/L；

优选地，步骤(1)所述有机铝包括异丙醇铝和/或仲丁醇铝；

优选地，步骤(1)所述含硫有机溶剂包括硫醇，优选十二硫醇和/或十八硫醇；

优选地，步骤(1)所述Al溶液中Al的浓度为10～100mmol/mL。

6.如权利要求4或5所述的铝掺杂半导体量子棒的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述表面修饰剂a包括十四烷基磷酸和/或三正辛基氧膦；

优选地，步骤(2)所述核材料的阳离子源与表面修饰剂a的质量比为1:(30～90)；

优选地，所述加热的温度为300～390℃；

优选地，步骤(2)所述溶液I与溶液II的体积比为1:(0.5～1)。

7.如权利要求4～6任一项所述的铝掺杂半导体量子棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述酸溶液所采用的溶剂包括三正辛基膦、三正丁基膦或二苯基磷酸中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(3)所述分散前还包括：将步骤(2)所得核材料溶液提纯；

优选地，所述提纯包括：将核材料溶液用氯仿和/或乙醇洗涤。

8.如权利要求4～7任一项所述的铝掺杂半导体量子棒的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述表面修饰剂b包括正己基磷酸、十四烷基磷酸、三正辛基氧膦、油酸或十八烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(4)所述壳材料的阳离子源与表面修饰剂b的质量比为1:(30～90)；

优选地，步骤(4)中所述加热的温度为200℃～280℃；

优选地，步骤(4)中所述Al溶液与所述核材料的酸溶液之间的体积比为(1～10):(5～15)；

优选地，步骤(4)中所述反应的温度为240℃～280℃，时间为0.5～10h。

9.如权利要求4～8任一项所述的铝掺杂半导体量子棒的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括步骤(5)：将所述铝掺杂半导体量子棒溶液进行提纯后冲洗分散于有机溶剂中；

优选地，步骤(5)所述提纯包括将所述铝掺杂半导体量子棒溶液用氯仿和/或乙醇洗涤；

优选地，步骤(5)所述有机溶剂包括正己烷、甲苯或十八烯中的任意一种或至少两种的组合，优选正己烷。

10.如权利要求1或2所述的铝掺杂半导体量子棒的用途，其特征在于，所述的铝掺杂半导体量子棒用作发光材料。