半导体纳米粒子和芯/壳型半导体纳米粒子制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供量子效率(QY)较高，并且半值宽度(FWHM)较窄的半导体纳米粒子。本发明专利技术的实施方式的半导体纳米粒子为至少包含In、P、Zn和S的半导体纳米粒子，其中，以相对于In的摩尔比计，以下述范围而包含所述In以外的所述各成分：P：0.50～0.95，Zn：0.30～1.00，S：0.10～0.50，和卤素：0～0.30。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体纳米粒子和芯/壳型半导体纳米粒子
本专利技术涉及半导体纳米粒子和以该半导体纳米粒子作为芯的芯/壳型半导体纳米粒子。本申请基于2017年12月28日申请的日本申请第2017-253304号而主张优先权，并且将所述日本申请中记载的全部内容引用于此。
技术介绍
表现出量子限制效果的程度的微小的半导体纳米粒子，具有取决于粒径的带隙。通过光激发、电荷注入等的手段而形成在半导体纳米粒子内的激子，通过再结合而放出与带隙对应能量的光子，因此通过适当选择半导体纳米粒子的组成及其粒径，而得到期望波长下的发光。发光的半值宽度(FWHM)主要取决于粒度分布，通过制备均匀的粒径的粒子而能够提高颜色纯度。这些性质可用于彩色显示器、照明、防伪油墨等。在可见光下的发光中，使用了Cd硫系化合物半导体纳米粒子、基于InP的半导体纳米粒子。InP类半导体纳米粒子不含有害的Cd，因此较为有用，但是通常量子效率(QY)、FWHM劣于Cd类的。现有技术文献专利文献专利文献1:美国专利申请公开第2015/0083969号说明书专利文献2:美国专利第9334440号专利文献3:美国专利第8221651号专利文献4:美国专利申请公开第2017/0179338号说明书非专利文献非专利文献1:SungwooKim,etal,J.Am.Chem.Soc.2012,134,3804-3809,“HighlyLuminescentInP/GaP/ZnSNanocrystalsandTheirApplicationtoWhiteLight-EmittingDiodes”非专利文献2:HeloiseVirieux,etal,J.Am.Chem.Soc.2012,134,19701-19708,“InP/ZnSNanocrystals:CouplingNMRandXPSforFineSurfaceandInterfaceDescription”非专利文献3:ShuXu,etal,J.Mater.Chem.,2008,18,2653-2656,“RapidsynthesisofhighlyluminescentInPandInP/ZnSnanocrystals”非专利文献4:LiangLi,etal.,J.AM.CHEM.SOC.2008,130,11588-11589,“One-potSynthesisofHighlyLuminescentInP/ZnSNanocrystalswithoutPrecursorInjection”非专利文献5:AudeBuffard,etal,Chem.Mater.,2016,28(16),pp5925-5934,“MechanisticInsightandOptimizationofInPNanocrystalsSynthesizedwithAminophosphines”非专利文献6:JaehoonLim,etal,Chem.Mater.2011,23,4459-4463,“InP@ZnSeS,Core@CompositionGradientShellQuantumDotswithEnhancedStability”非专利文献7:ShuXu,etal.,Sci.Adv.Mater.1,125-137,2009,“OpticalandSurfaceCharacterisationofCappingLigandsinthePreparationofInP/ZnSQuantumDots”非专利文献8:DerrickW.,etal.,Chem.Mater.,2005,17(14),pp3754-3762,“MonodispersedInPQuantumDotsPreparedbyColloidalChemistryinaNoncoordinatingSolvent”非专利文献9:NataliaMordvinova,etal.,DaltonTrans.,2017,46,1297-1303,“Highlyluminescentcore-shellInP/ZnX(X＝S,Se)quantumdotspreparedviaaphosphinesyntheticroute”非专利文献10:FrancescaPietra,etal.,ACSNano,2016,10(4),pp4754-4762,“TuningtheLatticeParameterofInxZnyPforHighlyLuminescentLattice-MatchedCore/ShellQuantumDots”非专利文献11:Y.Sahoo,etal.,J.Phys.Chem.B2005,109,15221-15225,“ChemicallyFabricatedMagneticQuantumDotsofInP:Mn”非专利文献12:KipilLim,etal.,Nanotechnology23(2012)485609(7pp),“SynthesisofblueemittingInP/ZnSquantumdotsthroughcontrolofcompetitionbetweenetchingandgrowth”
技术实现思路
专利技术所解决的技术问题被称为量子点的半导体纳米粒子，通常作为分散在树脂、溶剂中而得的分散液进行制备并利用。量子点在多数情况下具有在作为芯的半导体纳米粒子的表面形成有壳的芯/壳型半导体纳米粒子的结构。这是因为，通过设为芯/壳型半导体纳米粒子，能够将提高耐候性、增大光限制效果等的特性赋予半导体纳米粒子。然而，作为芯/壳型半导体纳米粒子的光学特性的发射光谱的半值宽度(FWHM)、发光波长以及量子效率(QY)，极大取决于作为芯部分的半导体纳米粒子的光学特性。即，如果作为芯的半导体纳米粒子的量子效率(QY)低，则无论在芯的表面形成具有多高的光限制效果的壳，芯/壳型半导体纳米粒子的量子效率(QY)也较低。此外，如果作为芯的半导体纳米粒子的粒度分布广，则取决于芯/壳型半导体纳米粒子的粒度分布的发射光谱的半值宽度(FWHM)也变广。因此，只有能够得到量子效率(QY)较高，并且半值宽度(FWHM)较窄的半导体纳米粒子，才能够通过在其表面上以适当的方法形成适当的壳，而得到量子效率(QY)较高，并且半值宽度(FWHM)较窄的芯/壳型半导体纳米粒子。因此，本专利技术的目的在于提供量子效率(QY)较高，并且半值宽度(FWHM)较窄的半导体纳米粒子。解决问题的技术手段本专利技术人对于作为芯的半导体纳米粒子的组成进行了深入研究的结果，能够得到具有高光学特性的半导体纳米粒子，其结果，无论壳的组成、结构，都能够得到作为芯/壳型半导体纳米粒子的高光学特性。本专利技术的一个实施方式的半导体纳米粒子为至少包含In、P、Zn和S的半导体纳米粒子，其中，以相对于In的摩尔比计，以下述范围而包含所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体纳米粒子，其为至少包含In、P、Zn和S的半导体纳米粒子，其中，/n以相对于In的摩尔比计，以下述范围而包含所述In以外的所述各成分：/nP：0.50～0.95，/nZn：0.30～1.00，/nS：0.10～0.50，/n卤素：0～0.30。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171228 JP 2017-2533041.一种半导体纳米粒子，其为至少包含In、P、Zn和S的半导体纳米粒子，其中，
以相对于In的摩尔比计，以下述范围而包含所述In以外的所述各成分：
P：0.50～0.95，
Zn：0.30～1.00，
S：0.10～0.50，
卤素：0～0.30。


2.根据权利要求1所述的半导体纳米粒子，其中，
所述卤素相对于In的摩尔比为0.03～0.30。


3.根据权利要求1或2所述的半导体纳米粒子，其吸收光谱的最大峰的半值宽度(Abs.FWHM)为60nm以下。


4.一种芯/壳型半导体纳米粒子，其具有下述结构：
以权利要求1～3中任一项所述的半导体纳米粒子作为芯，并且具备包覆该芯的表面的至少一部分的壳。


5.根据权利要求4所述的芯/壳型半导体纳米粒子，其中，
所述壳包含选自下述(a)和下述(b)中的1种以上：
(a)至少包含选自IIIB族元素的1种以上的元素和选自VB族元素的1种以上的元素的IIIB-VB族化合物；
(b)至少包含选自IIB族元素的1种以上的元素和选自VIB族元素的1种以上的元素的IIB-VIB族化合物。


6.根据权利要求5所述的芯/壳型半导体纳米粒子，其中，
所述壳为包含选自下述(i)、下述(ii)和下述...

【专利技术属性】
技术研发人员：森山乔史，本吉亮介，
申请(专利权)人：昭荣化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP