[发明专利]一种胶体Mn掺杂CdInS量子点的制备方法

说明书

本发明涉及量子点技术领域，更具体的说，涉及一种胶体Mn掺杂CdInS量子点的制备方法，包括如下步骤：S1：S前驱体溶液的配备；S2：Zn前驱体溶液的制备；S3：将乙酸锰、醋酸铟、乙酸镉、正十二硫醇、油胺、1‑十八稀加入到三颈瓶中反应；S4：将步骤1中的S前驱体溶液注入到步骤3中；S5：将步骤2获得的Zn前驱体溶液加入到步骤4中；S6：将步骤5中的量子点原液，保留上层溶液；S7：在步骤6保留的上层溶液中加入丙酮直到出现絮状，然后离心和沉淀，获得沉淀物；将得到的沉淀物溶解到氯仿中，即获得ZnS包壳的胶体Mn掺杂CdInS量子点。该方法所制备的量子点为稳定的胶体状态，而且荧光性能优异。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，更具体的说，涉及一种胶体Mn掺杂CdInS量子点的制备方法。

技术背景

半导体胶体量子点为研究量子限域效应、表面相关和尺寸相关的光学性质提供了一个独特的平台。

近年来，以过渡金属为激活离子的纳米发光材料，由于其优异的光学特性，开始受到国内外许多学者的关注。人们发现，在量子点中有意的进行元素掺杂，可以使量子点的光、电、磁等性能得到很大程度的改善和提高，进而扩展其在光电子器件、自旋电子和生物成像中的应用范围。在各种过渡金属掺杂剂中，Mn离子是一种重要的活性掺杂剂，它具有发光寿命长、量子产率高、Stokes位移大等优点。由于其优异的光学性能，对不同类型掺杂量子点中Mn离子发射的影响因素和控制机理仍在探索中。

一般认为，Mn离子的发射是由四面体配位Mn离子中⁴T₁和⁶A₁态之间的自旋禁止弛豫引起的。在光的激发下，基体中产生的激子将其能量转移到Mn离子态，使Mn离子d轨道电子的自旋反转，产生d-d跃迁发射。原则上，这种发射通常出现在约2.12eV(585nm)处，发光谱(PL)保持在约60-80nm的半峰宽，激发态寿命在几毫秒范围内。强晶场或Mn离子所处环境大晶格扭转应变通常导致Mn离子3d轨道的晶场分裂，相应地，由于⁴T₁和⁶A₁态之间的间隙收缩，Mn离子发射红移。在此基础上，通过调整Mn离子掺杂离子的位置或晶格压力，可以在可见光谱的橙红色部分部分部分调谐Mn离子发射。

与传统的Mn离子掺杂II-VI量子点相比，多组分量子点的晶体结构更加复杂，这将加剧Mn离子3d轨道的晶场分裂，使Mn离子具有更加丰富的发光行为。

CdInS作为II-III-VI族中的一员，由于其组成调节的带隙变化，引起了广泛的关注。但是到目前为止，Mn掺杂CdInS量子点的研究仍然较少，且由于工艺问题，难以得到Mn掺杂CdInS胶体量子点，因此主要集中在固体纳米团簇粉体上，所谓纳米团簇通常是指仅含有几个到几百个原子或尺寸小于1nm的粒子，这种纳米团簇结构的量子点由于粒子尺寸较小，其原子结合不稳定，因此，该结构的量子点性能表现不佳，这些Mn掺杂纳米团簇粉体光致发光效率(PL QY)较低。

为了拓展Mn掺杂CdInS的应用范围，特别是满足现代溶液加工电子器件构造的需求，迫切需要开发高PL QY的Mn掺杂CdInS胶体量子点。

发明内容

本发明至少解决上述技术问题之一。

本发明所要解决的技术问题至少是公开一种胶体Mn掺杂CdInS量子点的制备方法，该方法所制备的量子点为稳定的胶体状态，而且荧光性能优异。

为解决上述问题，本发明提供一种胶体Mn掺杂CdInS量子点的制备方法，包括如下步骤：

S1：S前驱体溶液的配备：将硫粉、油胺和1-十八稀加入到第一反应容器中，所述硫粉的物质的量与油胺的体积之比为0.2mmol:0.5mL，所述油胺与1-十八稀的体积比为1:1；在惰性气体氛围下加热，使硫粉溶解在1-十八稀中，形成透明油相溶液，即为S前驱体溶液；