[发明专利]纳米晶、其制备方法及应用

说明书

本申请提供了一种纳米晶、其制备方法及应用，该纳米晶包括：半导体材料的芯；二氧化硅层，位于所述芯表面上；配体层，位于所述二氧化硅层的远离所述芯的表面上，所述配体层包括第一配体，所述第一配体包括金属盐。本申请解决了现有技术中二氧化硅包覆纳米晶的荧光量子产率低的问题，并且提高了二氧化硅包覆纳米晶的抗光照性能。

技术领域

本申请涉及半导体材料技术领域，具体而言，涉及一种纳米晶、其制备方法、含其的纳米晶组合物、光转换器件、发光装置。

背景技术

半导体纳米晶是一种新型的发光材料，目前被广泛应用于光电器件。在过去的二十多年里，纳米晶合成化学的研究主要集中在尺寸形貌的单分散控制以及如何提高荧光量子产率上，但是要使纳米晶成为优异的发光和光电材料，在合成上重要的目标是尽可能地降低环境(尤其是光照、水和氧气)对纳米晶光电性能的影响。

对于单一尺寸的核纳米晶来说，由于纳米晶的比表面积大，表面的悬挂键等影响纳米晶的光学与化学稳定性，因此一般是在纳米晶表面包覆壳层材料来提高纳米晶的稳定性。例如，对于CdSe纳米晶，通常会在其表面包覆CdS或ZnS壳层，但是这些壳层材料依然会受到环境的影响，得到的核壳纳米晶的表面会由于发生氧化反应而使得壳层不断的溶解，因此在核壳纳米晶的表面继续包覆氧化物是比较理想的一种提高纳米晶的抗水抗氧性能的方法。

现有技术在纳米晶表面包覆二氧化硅的方法一般是采用原硅酸乙酯和氨水反应，得到的纳米晶的晶格缺陷较多，荧光量子产率较低，而且产量也不高，这些缺点不利于纳米晶的后续应用。

申请内容

本申请的目的在于提供一种纳米晶，包括：半导体材料的芯；二氧化硅层，位于上述芯表面上；配体层，位于上述二氧化硅层的远离上述芯的表面上，上述配体层包括第一配体，上述第一配体包括金属盐。

可选地，上述配体层包括第二配体，上述第二配体包括脂肪胺、有机膦中的至少一种。

可选地，上述有机膦选自具有如下化学式的有机膦中的一种或多种：其中上述R₁选自H、苯环或碳个数为4～22的烃基，上述R₂、上述R₃各自独立地选自碳个数为4～22的烃基或苯环，优选上述R₁、上述R₂、上述R₃各自独立地选自碳个数为4～8的烷基；上述脂肪胺选自碳个数为6～12的脂肪胺中的一种或多种。

可选地，上述金属盐选自羧酸盐、卤化物、硝酸盐和硫酸盐中的至少一种。

可选地，上述金属盐选自IA族金属盐、IIA族金属盐、IIIA族金属盐、过渡金属盐中的任一种或多种的组合，优选上述金属盐选自铝盐、镁盐、钙盐、钾盐、锂盐、锆盐、锌盐、锰盐、铜盐中的任一种或多种。

可选地，上述芯的平均粒径为5～15nm，上述二氧化硅层的平均厚度为5～15nm。

本申请还提供一种纳米晶的制备方法，包括：S1，提供作为芯的第一半导体纳米晶；S2，将上述第一半导体纳米晶、硅酸盐、酸和有机溶剂在容器中混合并加热反应，反应结束后在上述芯表面上形成二氧化硅层和金属盐，上述金属盐至少部分位于上述二氧化硅层的远离上述芯的表面上作为上述纳米晶的配体层的第一配体；其中，上述有机溶剂包括用于分散上述第一半导体纳米晶的第一有机溶剂和能够溶解上述硅酸盐的第二有机溶剂，上述S2的各个原料中无人为添加的水；在上述第一半导体纳米晶加入上述容器之前，上述酸和上述硅酸盐无接触。

可选地，上述S2包括：将上述第一半导体纳米晶、上述酸和上述第一有机溶剂在上述容器中混合并加热，然后向上述容器中分多次连续添加预先混合好的上述硅酸盐和上述第二有机溶剂。

可选地，上述S2包括：将上述第一半导体纳米晶、上述硅酸盐和上述有机溶剂在容器中混合并加热，然后向上述容器中分多次连续添加上述酸。