[发明专利]复合材料及其制备方法和量子点发光二极管

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。所述复合材料为N掺杂的TiO₂纳米颗粒，且所述TiO₂纳米颗粒之间分散有富勒烯。将本发明的复合材料用于制备量子点发光二极管的电子传输层，有利于提高器件的电子传输效率，从而增强器件的发光效率与显示性能。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管。

背景技术

半导体量子点具有量子尺寸效应，人们通过调控量子点的大小来实现所需要的特定波长的发光，CdSe QDs的发光波长调谐范围可以从蓝光一直到红光。在传统的无机电致发光器件中，电子和空穴分别从阴极和阳极注入，然后在发光层复合形成激子发光。宽禁带半导体中导带电子可以在高电场下加速获得足够高的能量撞击QDs使其发光。

TiO₂是一种广泛应用的多功能材料，具有3.2eV的宽禁带，它有着独特的光学、电学及物理性质，优良的化学稳定性,能够抵抗介质的电化学腐蚀，己被广泛应用于涂料、化妆品、半导体、传感器、介电材料、催化剂等领域。TiO₂是一种重要的宽禁带间接带隙半导体材料，广泛地用作为阳极催化分解水、太阳能电池等光化学以及光电子器件的功能材料。另一方面，氧化钛(TiO₂)作为一种更加廉价并且稳定的金属氧化物，在电极材料、气敏材料及超级电容器等领域被广泛应用，在工业中也可以低成本和大面积制备。TiO₂与ZnO性质类似，有相似的光电性能，却有比ZnO更高的电子迁移率。但在量子点发光器件中，用含有TiO₂的复合材料作为电子传输层却鲜有人报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种复合材料及其制备方法和量子点发光二极管，旨在解决现有量子点发光二极管中电子传输材料选择有限的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种复合材料，所述复合材料为N掺杂的TiO₂纳米颗粒，且所述TiO₂纳米颗粒之间分散有富勒烯。

本发明提供的复合材料为N掺杂的TiO₂纳米颗粒，且TiO₂纳米颗粒之间分散有富勒烯。N掺杂TiO₂纳米颗粒后，N原子替代O原子与Ti结合，这样能够使TiO₂的电子平均自由程变大，更有利于提高TiO₂纳米颗粒的电子传输效率，同时N2p态与O2p态发生耦合，使氧化钛晶体的价带变宽、能隙减小，进一步促进电子的传输；而分散在TiO₂纳米颗粒之间的富勒烯具有较大的碳原子框架，该富勒烯的空间位阻效应使得N掺杂的TiO₂纳米颗粒材料的分散性更好，不会产生团聚现象；同时，富勒烯分散在N掺杂的TiO₂纳米颗粒之间可以抑制氧空位的产生，降低TiO₂纳米颗粒的表面缺陷，起到钝化TiO₂纳米颗粒表面的作用，因此可以降低电荷在该复合材料传输过程中的缺陷复合，进一步提高载流子寿命。将本发明的复合材料用于制备量子点发光二极管的电子传输层，有利于提高器件的电子传输效率，从而增强器件的发光效率与显示性能。

本发明另一方面提供一种复合材料的制备方法，包括如下步骤：

提供钛盐，含氮元素前驱体和富勒烯；

将所述钛盐、所述含氮元素前驱体和所述富勒烯溶于溶剂中，在碱性条件下进行加热处理，得到前驱体溶液；

将所述前驱体溶液进行退火处理，得到所述复合材料。