[发明专利]一种PbSe/金属硫化物核壳量子点的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种PbSe/金属硫化物核壳量子点的制备方法及应用，所述方法至少包括：(1)获得醇溶性PbSe量子点纳米材料；(2)将含有醇溶性PbSe量子点纳米材料、金属前驱体和极性溶剂的混合物，反应Ⅰ，得到PbSe/金属硫化物核壳量子点；其中，所述醇溶性PbSe量子点纳米材料的表面含有配体，所述配体包括巯基；所述金属前驱体选自镉金属前驱体、锌金属前驱体、铅金属前驱体中的至少一种。根据本发明的制备方法，可成功地合成出多种壳层厚度精确可控的PbSe/金属硫化物核壳量子点。

技术领域

本发明涉及纳米材料合成技术领域，PbSe/金属硫化物核壳量子点的制备方法及应用。

背景技术

PbSe量子点作为一种重要的IV-VI族半导体材料，不仅具有较窄的直接带隙(体材料带隙宽度0.28eV)、高的介电常数、高的载流子迁移率等特性，而且在光通讯波段(1300-1550nm)，其拥有在所有红外半导体材料中最高的荧光量子产率(接近90％)。因此，PbSe量子点已成为人们研究和应用的热点材料。然而，PbSe量子点极易被空气氧化，导致其荧光量子产率降低，从而影响了其光电器件的性能。为了解决以上问题，壳层包覆策略可能是一个理想的选择。近年来，人们利用阳离子交换法和交替离子层吸附生长法(SILAR)成功的制备了PbSe基的核壳半导体量子点。遗憾的是，阳离子交换法存在难以精确控制壳层厚度的问题，壳层厚度通常小于2nm。而SILAR法的缺点是需要在高温下(200-350℃)进行壳层包覆，容易引起PbSe核的熟化。因此，目前尚没有在有机极性溶剂中普适性的合成出多种壳层厚度精确可控、能隙大范围调谐的PbSe基核壳量子点的报道。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种PbSe/金属硫化物核壳量子点的制备方法，可成功地合成出多种壳层厚度精确可控的PbSe/金属硫化物核壳量子点。

本申请的一方面，提供了一种PbSe/金属硫化物核壳量子点的制备方法，所述方法至少包括：

(1)获得醇溶性PbSe量子点纳米材料；

(2)将含有醇溶性PbSe量子点纳米材料、金属前驱体和极性溶剂的混合物，反应Ⅰ，得到PbSe/金属硫化物核壳量子点；

其中，所述醇溶性PbSe量子点纳米材料的表面配体包括巯基；

所述金属前驱体选自镉金属前驱体、锌金属前驱体、铅金属前驱体中的至少一种。

可选地，所述金属前驱体选自金属可溶性盐；

所述金属可溶性盐选自金属硝酸盐、金属氯化盐、金属乙酸盐、金属硫酸盐、金属碳酸盐、金属卤化盐中的至少一种。

可选地，所述醇溶性PbSe量子点纳米材料的质量和金属前驱体的摩尔数的比例为10mg:10^-5～0.002mol；

其中，所述金属前驱体的摩尔数以金属元素的摩尔数计。

可选地，所述极性溶剂选自乙醇、甲醇、乙二醇、二甲基亚砜中的至少一种。

可选地，所述反应I的条件为：反应温度0～180℃；反应时间1～50min。

可选地，所述反应I的温度上限独立地选自180℃、150℃、100℃、80℃、50℃、30℃；下限独立地选自0℃、150℃、100℃、80℃、50℃、30℃。

可选地，所述反应I的时间上限独立地选自50min、40min、30min、20min、10min、5min；下限独立地选自1min、40min、30min、20min、10min、5min。

可选地，所述混合物中还包括有机膦试剂；所述有机膦试剂选自三正辛基膦、三正丁基膦、二苯基膦、三乙基膦、三甲氧基磷、三对苯甲基膦中的至少一种。