[发明专利]一种具备多重发光的单一量子点材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具备多重发光的单一量子点材料，其特征为该材料由以量子垒为中心的对称超晶格结构组成，内部垒阱位置为：中心为中心量子垒，两侧均从内到外依次为：第一发光量子阱/第一量子垒/第二发光量子阱/第二量子垒/…/第N发光量子阱/第N量子垒/边量子垒；所述的N为自然数=2～10；

其中，量子垒的禁带宽度范围为2.7～4.2eV，且中心量子垒和边量子垒的禁带宽度不小于其他量子垒，禁带宽度差在0～1.5eV；量子阱由中心向边缘禁带依次变宽，最邻近量子阱的禁带宽度差在0.1～2eV；

所述的N为2～4；

所述的单个量子垒的组成材料为CdS、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaP、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、CdZnS、CdZnSeS或CdZnSTe；

所述的单个量子阱的组成材料为CdSe、CdS、CdTe、ZnSe、ZnTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、CdZnSeTe、PbS、PbSeS、GaP、GaAs、InP、CuInS₂、CuInSe2或CuInSSe；

所述的具备多重发光的单一量子点材料的制备方法，包括如下步骤：

1）第一步，制备“中心量子垒”溶液

将溶液A、油胺和十八烯加入到三颈瓶中，15～60度下搅拌，抽真空5～20分钟，通入氮气，保持搅拌和氮气气氛，得到混合溶液F；其中体积比溶液A:油胺:十八烯=(0.5～2):3:3，搅拌转速为每分钟200～500转，氮气气体流量为每分钟1～5L；

其中，A溶液的浓度为20～50mmol/L，其溶剂为十八胺；其中，所述的物质A具体为CdS、ZnS、ZnSe、ZnTe、GaP、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、CdZnS、CdZnSeS或CdZnSTe量子点；

2）第二步，制备“中心量子垒/第一发光量子阱”结构

保持上述步骤中的搅拌条件和氮气气氛，在2～6分钟内升温至130～200度，以每小时1～5mL的速度向溶液F中同时加入含有等摩尔量溶质的B和C溶液，每隔5～20分钟对反应溶液取样并进行激发光谱测试，达到605～680nm的发射峰后，停止注射，继续加热5～15分钟，然后降温至80度，得到溶液G；

其中，所述的B溶液的浓度为0.05～0.2mol/L，其溶剂为三正辛基膦；其中，所述的物质B为饱和脂肪酸镉、非饱和脂肪酸镉、饱和脂肪酸锌、非饱和脂肪酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸镉、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基锌、二乙基锌、三甲基铟、溴化铅、氯化铅、碘化铅或氯化亚铜；

所述的C溶液的浓度为0.05～0.2mol/L，其溶剂是三正辛基膦；其中，所述的物质C为Se粉、S粉、Te粉、巯基乙醇或有机膦；

3）第三步，制备“中心量子垒/第一发光量子阱/第一量子垒”结构

保持上述步骤中的搅拌条件和氮气气氛，在2～6分钟内升温至130～200度，以每小时1～5mL的速度向溶液G中同时加入D和E溶液中一种或两种，每隔5～20分钟对反应溶液取样并进行激发光谱测试，达到范围为620～700nm的发射峰后，停止注射，继续加热5～15分钟，然后降温至80度，得到溶液H；

其中，所述D和E溶液的浓度为0.05～0.4mol/L，其溶剂是十八烯、油胺和三正辛基膦组成的混合溶剂；其中十八烯、油胺和三正辛基膦的体积比1:1:(0.1～0.5)，所述的物质D为饱和脂肪酸镉、非饱和脂肪酸镉、饱和脂肪酸锌、非饱和脂肪酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸镉、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二甲基锌、二乙基锌、三甲基铟、溴化铅、氯化铅、碘化铅或氯化亚铜，所述的物质E为Se粉、S粉、Te粉、巯基乙醇或有机膦；

4）第四步，制备“中心量子垒/第一发光量子阱/第一量子垒/第二发光量子阱/第二量子垒”结构

依次重复“第二步-第三步”各一次，其中重复第二步，达到所需发射峰范围为480～580nm；重复第三步，达到所需发射峰范围为500～600nm，停止注射，继续加热5～15分钟，然后降温至80度，得到溶液I，此时达到的“发光量子阱”和间隔“量子垒”数均为N=2；

5）第五步，制备“中心量子垒/第一发光量子阱/第一量子垒/第二发光量子阱/第二量子垒/边量子垒”结构

重复步骤三，达到所需发射峰范围为（510-5N）～（620-5N）nm，停止注射，继续加热5～15分钟，冷却溶液至室温，并交替采用醇和苯类物质对其进行离心清洗2～5次；最终得到该具备多重发光的单一量子点材料。