[发明专利]量子点及其制备方法

说明书

本发明涉及量子点材料技术领域，具体提供一种量子点及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：利用ZnP纳米团簇和第一InP核制备第二InP核；以所述第二InP核为核，加入壳层前驱体，使壳层前驱体在所述第二InP核表面生长成壳层，获得以所述第二InP核为核的量子点。本发明的制备方法通过在第一InP核中加入ZnP纳米团簇，可获得粒径均一的第二InP核；ZnP纳米团簇P中的Zn和P具有较强的化学结合能，在反应中ZnP分解的P单体更加均匀而且更加持久，极大的抑制熟化的发生，可制备出尺寸更加均匀的量子点核，并由此获得具有壳层的量子点，具有更高的发光效率。

技术领域

本发明属于量子点材料技术领域，尤其涉及一种量子点及其制备方法。

背景技术

量子点通常是由大量原子组成的且一般呈球形的半导体晶体，由于它的尺寸很小，接近波尔半径，具有明显的量子效应。经过多年的研究和发展，II-VI族量子点的制备与合成技术已趋近完善，如：其形貌、尺寸和成分均可以实现精细制备，表面配体可以有选择性的进行调控；同时，其光致发光效率接近100％，发射峰宽可小于30nm，并开始广泛应用于发光器件、显示器件和生物领域中。然而，由于高性能的量子点材料通常含有镉或铅等有剧毒的重金属元素，在实际应用中仍然存在诸多的限制因素，大量制备和使用不仅损害人体生命健康，而且对环境和生态也存在着致命的危害。因此，开发和设计低毒、高性能的量子点是当今学术界的发展热点之一。

作为III-VI组量子点的重要成员之一，InP量子点具有许多无可比拟的优势。首先，自身材料由于不含镉和铅等A类污染元素和砷、硒等B类污染元素，已经被业界认为是极具研究价值的绿色、环保型材料；其次，InP的波尔半径为13nm，比一般的量子点半径大，因此其量子效应更强。然而，相比之下III-VI族量子点的研究发展就相对落后许多。原因之一是In和P间存在强烈的共价键，在合成该材料时所使用的前驱体的选择受到限制，且在制备过程中对合成条件提出了较为苛刻的要求(高温、长反应时间，且需要绝对的无水无氧条件)，非常不利于后期的规模化制备。经过科学研究者们多年的共同努力和发展，InP量子点的制备和合成技术取得了长足的进步和发展。如该材料可通过调控粒径尺寸实现从蓝色到近红外的发光，在InP量子制备过程中采用的P(SiMe₃)₃由于其自身反应活性高，在成核瞬间由于消耗过快，导致InP量子点在生长过程中P单体补充不足，使得生长速度缓慢，容易发生熟化，引起所制备的InP量子点粒径分布变宽。为克服InP量子点合成过程中P(SiMe₃)₃消耗过快的问题，研究者对其进行了改进。如：采用活性相对较弱的P(GeMe₃)₃来制备InP量子点，然而具有良好单分散性的量子点难以实现；借鉴II-VI族量子点的合成思路，通过控制纳米团簇中间体的生成，可以一定程度上的提高InP量子点的粒径分布不均匀问题。然而，该方法通常是将InP的团簇作为P源来二次成核以便获得粒径分布较均匀的InP量子点，如公开号CN 106479482A的中国发明专利中采用第一InP核和InP团簇来制备第二InP核，然后在第二InP核外进行ZnSeS或ZnSe/ZnS壳层的生长。采用InP团簇可以一定程度上补充第二InP核生长的过程中所需的单体，从而一定程度上减少熟化的发生，有助于制备单分散的InP量子点。然而，该方法所制备的量子点的粒径分布仍难以与II-VI族量子点相比拟，其光致发光效率和发射峰宽远远落后于II-VI族量子点。

因此，InP量子点的制备方法依旧需要继续改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种量子点及其制备方法，旨在解决现有InP量子点制备方法存在的量子点粒径不均匀、发光效率差等问题。

本发明是这样实现的：一种量子点的制备方法，至少包括以下步骤：

利用ZnP纳米团簇和第一InP核制备第二InP核；