[发明专利]半导体纳米晶荧光材料的制备方法以及通过所述方法制备的半导体纳米晶荧光材料及其应用

说明书

本发明公开了一种半导体纳米晶荧光材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：1)将一种或多于一种半导体纳米晶前驱体与微/介孔材料均匀混合；2)在不低于所述微/介孔材料的坍塌温度条件下煅烧制得半导体纳米晶荧光材料。通过本发明的半导体纳米晶荧光材料的制备方法，可以将半导体纳米晶前驱体负载在微/介孔材料中，在常压或高压氛围下，进行高温煅烧，利用材料的微/介孔限域生长半导体纳米晶，同时高温导致孔道坍塌，从而将半导体纳米晶封装在微/介孔材料的孔道中，得到高度稳定的半导体纳米晶荧光材料。该高度稳定的半导体纳米晶荧光材料，能够有效阻挡水分、氧气、光照对半导体纳米晶荧光材料的腐蚀，提高半导体纳米晶荧光材料的操作稳定性，将该半导体纳米晶荧光材料封装在LED芯片上，可做成各种背光源器件。本发明还公开了几种应用该制备方法制得的半导体纳米晶荧光材料，以及所述半导体纳米晶荧光材料的应用。

技术领域

本发明属于半导体纳米材料技术领域，尤其是涉及半导体纳米晶荧光材料的制备方法及应用该方法制得的半导体纳米晶荧光材料，及所述半导体纳米晶荧光材料的应用。

背景技术

半导体纳米晶是一种新型的发光材料，具有荧光量子效率高、发光颜色可调以及高色纯度等优点，被广泛研究应用于光电器件。通常半导体纳米晶的制备方法是通过提供一种特定环境，该环境限制半导体纳米晶前驱体在反应过程中的生长空间，限域生长半导体纳米晶，从而具有荧光的性质。目前半导体纳米晶的制备方法多数是在溶液中进行，例如高温热注射法、油包水法、配位合成法等，然而采用这些技术合成的半导体纳米晶稳定性差，容易被光、热、水分、氧气等腐蚀、分解，而且目前的溶液合成技术需要使用有机配体和大量有机溶剂或水，合成过程以及纯化过程会产生大量的废液，造成环境污染问题，直接影响了半导体纳米晶的应用前景。

为了提高半导体纳米晶的稳定性，通常会使用无机材料(例如二氧化硅，二氧化钛，氧化铝等)对半导体纳米晶进行包覆。但是这些包覆技术，都不能完全阻挡水分和氧气对半导体纳米晶荧光材料的腐蚀。半导体纳米晶荧光材料的光和热稳定性仍然不能满足实际应用的需求。

因此，寻找一种合适的、环境友好的、高度稳定的半导体纳米晶荧光材料的制备方法具有深远的意义。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供了一种半导体纳米晶荧光材料的制备方法，通过该方法能够使得半导体纳米晶封装于微/介孔材料的内部，从而使得所得半导体纳米晶更为稳定，所述方法(下文中也称为本发明方法)包括以下步骤：

1)将一种或多于一种半导体纳米晶前驱体与微/介孔材料均匀混合；

2)在不低于所述微/介孔材料的坍塌温度条件下煅烧制得半导体纳米晶荧光材料。

所述一种或多于一种半导体纳米晶前驱体与所述微/介孔材料可以通过液相混合或固相混合的方式来实现均匀混合。

在一个实施方案中，本发明方法采用通式为AX与BX₂的半导体纳米晶前驱体，其中A选自Cs、Rb、K、Ca、Sr、Ba及其组合，优选A选自Cs、Rb、K及其组合，更优选A为Cs、Rb或K；B选自Pb、Zn、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Ge、Sn、Cu、Mn、Sb、Bi及其组合，优选B选自Pb、Zn、Ca、Sr、Ba、Sn、Cu、Mn、Sb、Bi及其组合，更优选B为Pb、Zn、Ca或Ba；X选自Cl、Br、I及其组合，优选X为Cl、Br或I。

在一个优选的实施方案中，本发明方法中所采用的所述一种或多于一种半导体纳米晶前驱体为两种纳米晶前驱体，其分别为1种AX前驱体与1种BX₂前驱体，所述AX前驱体与BX₂前驱体的摩尔比为1:1，其中A为Cs、Rb或K，B为Pb、Zn、Ca或Ba；X为Cl、Br或I。