[发明专利]一种蓝光无镉量子点及其制备方法、量子点光电器件

说明书

本发明公开了一种蓝光无镉量子点及其制备方法、量子点发光器件。该无镉量子点制备方法包括以下步骤：S1将铟前体、第一配体以及溶剂混合，以制得铟‑第一配体溶液，其中，第一配体为碳个数10～18的长链羧酸配体，第一配体的羧酸根与铟前体的铟离子的物质的量之比为(1:2)～(5:2)；S2，向铟‑第一配体溶液中加入短链锌盐以及第二配体，以形成阳离子‑混合配体溶液，其中，至少部分短链锌盐与第二配体以配位键键合；S3，向阳离子‑混合配体溶液中加入磷前体，反应后得到含有磷化铟锌量子点的溶液。本发明通过在量子点成核过程中引入短链锌盐，制得尺寸小、缺陷少的InZnP量子点核，Zn元素的引入也优化了量子点的能带结构，从而获得了发光范围在470～490nm的量子点。

技术领域

本发明涉及量子点材料技术领域，尤其涉及一种蓝光无镉量子点及其制备方法、量子点光电器件。

背景技术

量子点是由成百上千个原子形成的半导体纳米晶，由于其量子限域效应，量子点具有独特的光电性质，在新型显示、生物标记、激光等领域有广阔的应用前景。尤其是量子点发光二极管的研究，将蓝光、绿光和红光量子点作为发光层，有望成为显示行业的全新技术路线。在过去的三十年间，CdSe量子点因其高荧光量子效率和窄半峰宽而被广泛研究。然而，有毒重金属Cd的存在会引发重大的环境问题，是其大规模商业化应用的重要障碍。

InP量子点是由环境友好元素所组成的无Cd纳米晶，具有低毒性、更大的内消光系数和激子波尔半径、更宽的发光范围等优点。人们对从绿光发射到近红外发射的InP量子点开展了研究，但对蓝光InP量子点的研究较少。其主要原因是蓝光发射InP尺寸较小，表面能较高，导致其稳定性较差，小于3nm InP核的可控合成及其壳层的外延可控生长难度较大。在现有蓝光InP量子点合成中，InP尺寸分布不均一，表面缺陷较多，导致荧光半峰宽较宽，荧光量子效率偏低。

现有的制备蓝光InP量子点的方法有以下几种：

1、通过氢氟酸、醋酸等对InP进行蚀刻，以减小量子点尺寸，达到蓝光发光范围，并减少表面缺陷，以提高发光亮度；

2、在InP成核中，采用低温反应，抑制InP核的生长，以形成小尺寸InP量子点。

但是，由于本征InP结构自身以共价键结合，成核均一度较差，导致蓝光发射InP的半峰宽较宽，一般在45nm以上。通过蚀刻方法得到的InP量子点的发光性能和稳定性较差，且制备工艺采用强腐蚀化学品，难以工业应用。采用低温合成的InP量子点晶化不完全，难以形成稳定性较强的晶体结构，导致稳定性较差，且后续无法进行高温包覆，发光效率低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蓝光无镉量子点及其制备方法，以获得效率高、半峰宽窄的蓝光无镉量子点。

根据本发明的一个方面，提供一种蓝光无镉量子点制备方法，包括以下步骤：

S1，将铟前体、第一配体以及溶剂混合，以制得铟-第一配体溶液，其中，上述第一配体为碳个数10～18的长链羧酸配体，上述第一配体的羧酸根与上述铟前体的铟离子的物质的量之比为(1:2)～(5:2)；

S2，向上述铟-第一配体溶液中加入短链锌盐以及第二配体，以形成阳离子-混合配体溶液，其中，至少部分上述短链锌盐与上述第二配体以配位键键合；

S3，向上述阳离子-混合配体溶液中加入磷前体，反应后得到含有磷化铟锌量子点的溶液。

进一步地，上述短链锌盐为碳个数不超过5的锌盐，优选地，上述短链锌盐为碳个数1～5的羧酸锌盐。

进一步地，上述短链锌盐的锌离子与上述铟前体的铟离子的物质的量之比为(2:1)～(10:1)，优选地，上述短链锌盐的锌离子与上述铟前体的铟离子的物质的量之比为(3:1)～(5:1)。

进一步地，上述第二配体为膦配体或胺配体。