接种的纳米颗粒，它们的制备及用途制造技术

本发明专利技术涉及一新类别的接种的纳米颗粒和其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接种的纳米颗粒，它们的制备及用途
本专利技术一般性地涉及一种新类别的接种的(seeded)纳米颗粒和其用途。
技术介绍
半导体量子棒提供了颜色可调和偏振的发射。因此，它们是各种方法中用于平板显示器应用的高度相关的构件。量子棒的这些和其他特性，例如它们的湿化学加工和电荷分离能力，也为利用量子棒的荧光和其他有益性质的其他应用提供了相关性。人们感兴趣的一种特定结构是接种的棒，其中种子(例如CdSe或ZnSe的量子点)被用于使棒进行种子生长[1-3]。所得到的棒中点(dot-in-rod)结构通常被称作在一个纳米结构中结合0D-1D特性。通过种子生长方法合成半导体棒是基于将镉硫属化物量子点和硫前体高温注射入含有镉前体和几种配体的烧瓶中，所述配体包括膦、氧化膦和膦酸[2,4]。这产生了具有受控长度和宽度的高度单分散的纳米棒。高带隙CdS纳米棒与较低带隙CdSe种子的组合导致I型或准II型能带排列和显著的荧光量子产率[5,6]。然而，目前的合成，迄今为止仅限于接种的CdS纳米棒[1,7]。当额外的ZnS壳在CdSe/CdS纳米棒上生长时[8]，纳米棒的量子产率有所增加，但仅有限增加，这举例说明了棒组成的变化可以改变并改善其性质。这种方法在更标准的核/壳量子纳米颗粒组合物中也被证明是有用的[9,10]。然而，前面提到的在接种的棒上的第二外层的合成方法，使用了高反应性化学品与复杂合成方法的组合，所得的量子产率和稳定性性能也不是最大的。因此，需要将这种接种的棒结构扩展到其他类型的半导体，特别是高带隙半导体或其多组分化合物。特别地，还需要将种子生长棒家族扩展到含有Zn-硫属化合物的棒材料，由于合成困难，它们已被证明是一个尚未成功解决的挑战。这一挑战的成功解决可以提供增加的荧光量子产率，对接种的棒的提高的稳定性，以及进一步调节所需应用的发射颜色的能力；特别是解决较短波长的发射。从降低材料中的Cd含量的观点来看，Zn-硫属化物棒结合入种子生长方法并在其中生长也是期望的，正如各种环境问题所要求的那样。在一些工作中尝试用后合成阳离子交换方法来改变CdSe/CdS半导体的组成[11-13]。证明了在棒中能够用Cu+2、Zn+2、Pb+2或Ag+2替代Cd+2，分别形成Cu2Se/Cu2S、ZnSe/ZnS、PbSe/PbS和Ag2Se/Ag2S纳米棒。使用两步方法进行阳离子交换：首先Cd+2→Cu+2，随后Cu+2→Zn+2、Pb+2或Ag+2。然而，这种方法具有许多限制。该方法使用额外的加工步骤，其使合成更加复杂。所产生的纳米棒的量子产率降低而不是增加，并且尚未显示出在控制纳米棒组成方面的通用性。在另一个工作中[12]，实现了部分阳离子交换，产生分段的类似CdSe/CdS/ZnS的结构。这也很可能与工艺方法有关，并且因此这种棒的应用对于诸如需要高量子产率和稳定性的显示器的应用来说是有限的。因此，仍然需要开发具有受控组成的接种的纳米棒，特别是具有显著的Zn硫属化物含量的纳米棒，其具有受控的组成和提高的性能。参考文献[1]Banin,U.等ZnSeQuantumDotsWithinCdSNanorods:ASeeded-GrowthType-IISystem.Small4,1319-1323(2008).[2]Carbone,L.等SynthesisandMicrometer-ScaleAssemblyofColloidalCdSe/CdSNanorodsPreparedbyaSeededGrowthApproach.NanoLett.7,2942-2950(2007).[3]US2013/0115455[4]Bertoni,G.等DirectDeterminationofPolarity,Faceting,andCoreLocationinColloidalCore/ShellWurtziteSemiconductorNanocrystals.ACSNano6,6453-6461(2012).[5]She,C.等UsingShapetoControlPhotoluminescencefromCdSe/CdSCore/ShellNanorods.J.Phys.Chem.Lett.2,1469-1475(2011).[6]Banin,U.等MultiexcitonEngineeringinSeededCore/ShellNanorods:TransferfromType-ItoQuasi-type-IIRegimes.NanoLett.9,3470-3476(2009).[7]Banin,U.等HighlyEmissiveNanoRod-in-RodHeterostructureswithStrongLinearPolarization.NanoLett.11,2054-2060(2011).[8]Deka,S.等CdSe/CdS/ZnSDoubleShellNanorodswithHighPhotoluminescenceEfficiencyandTheirExploitationAsBiolabelingProbes.J.Am.Chem.Soc.131,2948-2958(2009).[9]Boldt,K.等SynthesisofHighlyLuminescentandPhoto-Stable,GradedShellCdSe/CdxZn1–xSNanoparticlesbyInSituAlloying.Chem.Mater.25,4731-4738(2013).[10]Li,L.等Core/shellsemiconductornanocrystals.Small5,154-168(2009).[11]Li,H.等Blue-UV-EmittingZnSe(Dot)/ZnS(Rod)Core/ShellNanocrystalsPreparedfromCdSe/CdSNanocrystalsbySequentialCationExchange.ACSNano6,1637-1647(2012).[12]Dorfs,D.等SegmentedCdSe@CdS/ZnSNanorodsSynthesizedviaaPartialIonExchangeSequence.Chem.Mater.26,3121-3127(2014).[13]Alivisatos,A.P.等HighlyLuminescentNanocrystalsFromRemovalofImpurityAtomsResidualFromIon-ExchangeSynthesis.Angew.Chemie124,2437-2440(2012).专利技术概述在此，专利技术人提供了一种用于生长接种的棒的新型合成方法。该方法简单，可重复并且提供了高度可调的Zn-硫属化物接种的棒纳米颗粒和含有该颗粒的组合物。因此，本专利技术提供了一种新颖类别的在棒结构中具有显著受控的Zn-硫属化物含量的接种的纳米棒(SR)。进一步提供了一种新的一锅合成方法用于形成该新颖类别的纳米棒。如由本文的公开内容显而易见的，本专利技术的SR不是核-壳结构。需要指出的是，SR材料是具有独特性质的混合维度异质结构，其具有完整的量本文档来自技高网...

【技术保护点】
接种的纳米棒，其包含包埋不同材料的种子纳米结构的锌‑硫属化物棒纳米结构，所述接种的纳米棒不是核‑壳结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.28 US 62/167,5521.接种的纳米棒，其包含包埋不同材料的种子纳米结构的锌-硫属化物棒纳米结构，所述接种的纳米棒不是核-壳结构。2.根据权利要求1的接种的纳米棒，其中锌-硫属化物棒结构为锌-硫属化物合金。3.根据权利要求1的接种的纳米棒，包含Zn-硫属化物材料和Cd-硫属化物。4.根据权利要求1的接种的纳米棒，其中所述棒由Zn-硫属化物材料组成。5.根据权利要求1的接种的纳米棒，其中Zn-硫属化物棒包含Zn-硫属化物材料和至少一种其它材料。6.根据权利要求5的接种的纳米棒，其中包含Zn-硫属化物材料和至少一种其它材料的组合的棒均匀地分布在棒中。7.根据权利要求6的接种的纳米棒，其中Zn-硫属化物材料的浓度随着离种子结构的距离增加而增加。8.根据权利要求1的接种的纳米棒，包含种子结构和具有通式CdxZn1-xSeyS1-y材料的Zn-硫属化物棒，其中x在0(零)和1之间，和其中y为0(零)到1。9.根据权利要求8的接种的纳米棒，其中x＝0。10.根据权利要求8的接种的纳米棒，其中x在0.5和0.9之间。11.根据权利要求1的接种的纳米棒，包含种子结构和具有通式CdxZn1-xTeyS1-y的材料的Zn-硫属化物棒，其中x在0(零)和1之间，和其中y为0(零)到1。12.根据权利要求11的接种的纳米棒，其中x＝0。13.根据权利要求11的接种的纳米棒，其中x在0.5和0.9之间。14.根据权利要求1的接种的纳米棒，包含种子结构和具有通式CdxZn1-xTezSeyS1-y-z的材料的Zn-硫属化物棒，其中x在0(零)和1之间，和其中y为0(零)到1，和其中z为0(零)到1。15.根据权利要求14的接种的纳米棒，其中x＝0。16.根据权利要求14的接种的纳米棒，其中x在0.5和0.9之间。17.根据权利要求1的接种的纳米棒，长度在约5nm和150nm之间和宽度在约2和15纳米之间(厚度)。18.根据权利要求1的接种的纳米棒，具有1.8和20之间的长径比(长度/厚度)。19.根据权利要求1的接种的纳米棒，为半导体材料。20.根据权利要求5的接种的纳米棒，其中所述至少一种其它材料选自金属、金属合金、金属氧化物、绝缘体和半导体材料。21.根据权利要求20的接种的纳米棒，其中所述至少一种其它材料为或包含元素周期表的d区的第IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB、IIB、IIIA、IVA和VA族的元素。22.根据权利要求20的接种的纳米棒，其中所述至少一种其它材料为或包含选自周期表d区的第IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIIIB、IB和IIB族的过渡金属。23.根据权利要求20的接种的纳米棒，其中所述至少一种其它材料为或包含选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Y、Zr、Nb、Tc、Ru、Mo、Rh、W、Au、Pt、Pd、Ag、Mn、Co、Cd、Hf、Ta、Re、Os、Ir和Hg的金属。24.根据权利要求20的接种的纳米棒，其中种子材料和至少一种其它材料彼此独立地为选自第I-VII族、第II-VI族、第III-V族、第IV-VI族、第III-VI族和第IV族半导体的元素的半导体材料和其组合。25.根据权利要求24的接种的纳米棒，其中半导体材料为第I-VII族半导体。26.根据权利要求24的接种的纳米棒，其中半导体材料为第II-VI族材料。27.根据权利要求26的接种的纳米棒，其中所述材料选自CdSe、CdS、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、CdSeTe和其任何组合。28.根据权利要求26的接种的纳米棒，其中所述材料选自ZnSe、ZnTe、ZnS、ZnCdSe、ZnCdTe、ZnCdS和其任何组合。29.根据权利要求24的接种的纳米棒，其中第III-V族材料选自InAs、InP、InN、GaN、InSb、InAsP、InGaAs、GaAs、GaP、GaSb、AlP、AlN、AlAs、AlSb和其任何组合。30.根据权利要求24的接种的纳米棒，其中第IV-VI族材料选自PbSe、PbTe、PbS、PbSnTe、Tl2SnTe5和其任何组合。31.根据权利要求1的接种的纳米棒，其中种子是选自ZnTe、ZnSe、ZnTe、ZnSeTe、InAs、InP、CdSe、CdS和CdSSe的材料，所述种子被包埋在选自ZnS、ZnTe和ZnTe/ZnS的Zn-硫属化物棒材料中。32.根据权利要求5的接种的纳米棒，其中种子是选自ZnTe、ZnSe、ZnTe、ZnSeTe、InAs、InP、CdSe、CdS和CdSSe的材料，所述种子被包埋在选自ZnO、ZnS、ZnTe和ZnTe/ZnS的材料的Zn-硫属化物棒中，和其中所述至少一种其它材料选自CdSe和CdS。33.根据权利要求1或5的接种的纳米棒，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·巴宁，I·利伯曼，S·奈斯塔迪特，L·耶迪亚，
申请(专利权)人：琼光纳米技术有限公司，耶路撒冷希伯来大学伊森姆研究发展公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL