[发明专利]增大磷化铟量子点发光核尺寸的制备方法

说明书

本发明公开了一种增大磷化铟量子点发光核尺寸的制备方法，首先制备均匀的铟前驱体溶液并配置相应比例的磷前驱体；然后在第一温度下向铟前驱体溶液中加入部分三(三甲基硅基)膦；再进行升温过程中，温度到达第二温度时加入剩余的三(三甲基硅基)膦；然后加入合成壳层所需要的前体物质并调至第三温度，形成具有壳层包覆的磷化铟量子点。本发明方法通过分比例加入磷源的方式，能够实现在不改变In:P摩尔比的前提下而有效增大量子点的核尺寸，使量子点的发光效率有了显著的提高，尺寸分布更加均匀，使量子点的发光效率有了显著的提高，对于InP量子点的使用和发展具有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种量子点的制备方法，特别是涉及一种核壳结构量子点的制备方法，应用于半导体材料制备工艺技术领域。

背景技术

磷化铟(InP)量子点作为一种新型半导体纳米材料，具有低毒性(不含铅、镉等有毒重金属元素)，并且有着与镉系材料相媲美的光学特性，例如单色性好，带隙可调，稳定性和量子产率高。虽然目前已报道的InP相关核壳结构量子点量子产率已经高达70％以上，然而由于其粒径较小，通常小于6nm，在非辐射能量转移的影响下，量子点成膜后量子产率急剧下降，导致注入到量子点发光层的载流子辐射复合几率降低，这是影响InP基发光二极管效率的主要因素之一。因此，发展一种能够增大InP量子点核尺寸同时保持InP量子点优越光学性能的方法，对于InP量子点的使用和发展具有非常重要的意义，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种增大磷化铟量子点发光核尺寸的制备方法，能有效增加磷化铟量子点核尺寸，获得粒径大于6nm的磷化铟量子点。本发明通过分比例加入磷源的方式，能够实现在不改变In:P摩尔比的前提下而有效增大量子点的核尺寸，提高了InP量子点的光学性能。

为达到上述发明创造目的，本发明采用如下技术方案：

一种增大磷化铟量子点发光核尺寸的制备方法，包括以下步骤：

a.原料准备：

制备均匀的铟前驱体溶液，并制备磷前驱体溶液，备用；

b.低温制备磷化铟纳米晶核：

在20-60℃的第一温度下，向在所述步骤a中制备的铟前驱体溶液中加入一部分在所述步骤a中制备的磷前驱体溶液；然升温至60-150℃的第二温度，加入剩余的另一部分在所述步骤a中制备的磷前驱体溶液，并使混合溶液保持至少1h，形成磷化铟纳米晶核，得到磷化铟纳米晶核产物溶液；

c.高温制备外部壳层：

降温到室温-50℃下，向在所述步骤b中制备的磷化铟纳米晶核产物溶液中，继续加入合成外部壳层所需要的前体物质，并调至230-310℃的第三温度，形成具有壳层包覆的磷化铟量子点。

作为本发明优选的技术方案，在所述步骤a中，通入氮气、氩气或者其它惰性气体，将铟前驱体、酸配体和非配位溶剂混合，升温至第二温度，排除水和氧保持一段时间，直到形成均匀的铟前驱体溶液，然后进行降温，备用。所述铟前驱体优选采用甲磺酸铟、醋酸铟、乙酰丙酮铟、油酸铟、油胺铟中的任意一种铟源材料或者任意几种铟源材料的混合材料。所述酸配体优选采用十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、二十酸中的任意一种酸或者任意几种的混合酸。所述非配位溶剂优选采用十四烷、十六烷、十八烷、十八烯、石蜡油中的任意一种溶剂或者任意几种的混合溶剂。优选铟前驱体、酸配体和非配位溶剂的混合比例为0.15mmol：0.45mmol：10ml的比例，并通入氮气进行加热至不低于120℃保持至少1h。

优选采用三(三甲基硅基)膦作为磷源，制备磷前驱体溶液，备用。

作为本发明优选的技术方案，在所述步骤c中，所述外部壳层为包覆在所述步骤b中制备的磷化铟纳米晶核外部的ZnSe材料的外部壳层。优选采用硒-三辛基膦(Se-TOP)作为Se源材料，利用Se源材料作为前体物质。