[发明专利]一种具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202110744642.2 申请日: 2021-07-01
公开(公告)号: CN113322070B 公开(公告)日: 2022-03-15
发明(设计)人: 訾由;黄卫春;黄庆秋;董晴;王梦可;朱君 申请(专利权)人: 南通大学
主分类号: C09K11/88 分类号: C09K11/88;C09K11/02;B82Y30/00;B82Y20/00
代理公司: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 秦秋星
地址: 226019 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 具有 结构 cds cdse 异质结 量子 及其 制备 方法
【说明书】:

发明公开一种具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点及其制备方法,包括核层CdS量子点的制备和壳层CdSe结构的生长两步。首先,在有机膦和氧化镉的混合溶液中,加入硫醚和有机膦的混合溶液,在氮气保护下得到CdS量子点;然后以CdS量子点作为核层结构,加入硒单质和氧化镉,在有机磷溶液中进一步通过溶剂热法生长CdSe壳层结构,最终得到具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点。本发明中制备的CdS/CdSe量子点,尺寸分布均一,并且可通过调节反应条件,实现CdS/CdSe异质结中核层CdS量子点的直径和壳层CdSe厚度的精确控制。与目前常用的CdSe/CdS核壳结构量子点相比,本发明中制备的CdS/CdSe核/壳结构量子点充分利用了CdSe优异的光电性能,在光致发光、电致发光和光电二极管领域中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点及其制备方法,属于纳米材料和半导体光电材料制备技术领域。

背景技术

近年来,半导体量子点材料由于其颗粒尺寸小(粒径范围通常为2~40nm)、发射光波长可调、量子产率高、表面活性位点多等诸多优势,在发光材料、光敏传感器、生物分子识别及检测、生物探针、半导体器件等领域的研究受到越来越多的关注。目前研究较为广泛的半导体量子点主要包括以碳量子点和硅量子点为代表的一元量子点、以硫化镉、硒化镉、硫化铅等为代表的二元量子点和以硫化铟铜为代表的三元量子点。其中,II-VI族二元半导体量子点,如硫化镉(CdS)和硒化镉(CdSe)等,具有高效发光、尺寸可控等特性,在半导体光电材料领域备受关注。

然而,单一的CdSe量子点和CdS量子点具有易氧化的特性,性能不稳定,不易存储,发光效率较低,因此制备具有核/壳结构的异质结量子点能够在一定程度上减少量子点表面的大量缺陷,提高量子点的发光性能,有利于半导体量子点在光电技术领域的应用。CN101781557A公开了一种CdSe/CdS核/壳结构量子点的制备方法,采用毒性小的正庚烷作为溶剂,在低温(40~70℃)下反应得到了质量稳定、发光效率高的量子点。CN112179652A公开了一种CdSe/CdS核/壳结构量子点的制备方法,采用石蜡、油酸等溶剂,替代常用的有机膦试剂,制备得到了尺寸分布均一、量子产率高的量子点。CN105586028A公开了一种CdSe/CdS核/壳结构量子点的制备方法,采用微乳液法核水热处理法相结合,一步加料,两阶段反应,制得尺寸小且均一、粒度可控、单分散性好的量子点。CN109825299A公开了一种基于CdS修饰的CdSe量子点液溶胶的制备方法,利用硫化镉对硒化镉量子点表面进行修饰,进而达到抑制量子点表面的缺陷,有效降低单一硒化镉表面上的缺陷陷阱数量和密度,大大提高了量子点的荧光性能。上述报道充分证明了,相比于单一量子点,具有核/壳结构的异质结量子点具有更为优异的光电性能和发光性能。然而,目前关于CdSe和CdS异质结量子点的报道多为CdSe/CdS核/壳结构,关于CdS/CdSe核/壳结构的的制备,目前鲜有文献报道和应用先例。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点的制备方法,该方法以CdS量子点为核层结构,通过溶剂热法在CdS量子点上原位生长具有核/壳结构的CdS/CdSe异质结量子点。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

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