一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点及其制备方法技术

本发明专利技术提出的是一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其结构包括准体相ZnSe量子点和ZnS壳层；其中，以准体相ZnSe量子点为核，在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，该方法包括以下步骤：（1）制备准体相ZnSe晶核；（2）在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层形成准体相ZnSe量子点；（3）在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。本发明专利技术的有益效果：1）本发明专利技术制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点，具有稳定性佳，荧光量子产率高，尺寸分布均匀，单分散性良好，半峰宽窄的优点；2）本发明专利技术制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点具有准体相特征。

【技术实现步骤摘要】
一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点及其制备方法
本专利技术涉及一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点及其制备方法，属于半导体功能材料

技术介绍
无机半导体量子点由于具有荧光量子产率高，光化学稳定性好，发射光谱窄等特点而广泛应用于太阳能电池、生物医学、发光二极管等领域；CdSe、CdS、ZnCdSe、ZnCdSeS等都是常见量子点，但含镉量子点中的有毒物质镉会对人类健康和环境造成严重威胁，且现有蓝色荧光量子点的亮度和荧光量子产率都落后于绿色荧光量子点和红色荧光量子点，因此许多研究者把目光放到了极具前景的发蓝光的无毒ZnSe量子点；尽管基于ZnSe相关量子点可以获得较高的量子产率，但不幸的是，其ZnSe相关量子点发射多为紫色波段，超过了显示应用所需的蓝色范围；即使ZnSe量子点的PL覆盖范围能够达到440nm以上，也通常存在量子点稳定性差、量子产率低的问题，严重限制了其在发光器件中的应用；因此如何寻求一种获得荧光峰发射处于440nm以上的蓝色波段、且具有高量子产率的ZnSe相关量子点就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点及其制备方法，其目的旨在解决现有ZnSe相关量子点难以实现440nm以上发光，即使荧光峰能够达到440nm以上，也存在稳定性不佳、荧光量子产率低的问题。本专利技术的技术解决方案：一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其结构包括准体相ZnSe量子点和ZnS壳层；其中，以准体相ZnSe量子点为核，在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，该方法包括以下步骤：（1）制备准体相ZnSe晶核；（2）在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层形成准体相ZnSe量子点；（3）在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。本专利技术的有益效果：1）本专利技术制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点，具有稳定性佳，荧光量子产率高，尺寸分布均匀，单分散性良好，半峰宽窄的优点；2）本专利技术制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点具有准体相特征。附图说明附图1为本专利技术实施例1中硒前驱体和A锌前驱体不同补充次数和不同生长时间下ZnSe量子点的荧光图。附图2为本专利技术实施例1中以准体相ZnSe量子点为核制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点的荧光图。附图3为本专利技术实施例1中制备的准体相ZnSe量子点以及以准体相ZnSe量子点为核制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点的透射电镜形貌图。附图4为本专利技术实施例2中以准体相ZnSe量子点为核制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点的荧光图。附图5为本专利技术实施例1中以准体相ZnSe量子点为核制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点的荧光量子产率随光照时间的变化图。附图6为本专利技术实施例1中以准体相ZnSe量子点为核制备的ZnSe/ZnS核壳结构量子点的荧光量子产率随提纯次数的变化图。具体实施方式一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其结构包括准体相ZnSe量子点和ZnS壳层；其中，以准体相ZnSe量子点为核，在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。进一步地，所述准体相ZnSe量子点包括准体相ZnSe晶核和ZnSe壳层；在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层。进一步地，所述准体相ZnSe量子点的粒径优选为≥10nm；所述准体相ZnSe量子点的粒径进一步优选为10nm-14nm。进一步地，所述准体相ZnSe晶核的粒径优选为≤10nm；所述准体相ZnSe晶核的粒径进一步优选为8±0.6nm。一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，该方法包括以下步骤：（1）制备准体相ZnSe晶核；（2）在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层形成准体相ZnSe量子点；（3）在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。所述步骤（1）制备准体相ZnSe晶核，具体包括以下步骤：1）制备成核前驱体，成核前驱体包括A锌前驱体和硒前驱体；2）在无水氧条件下，将硒前驱体与液体石蜡混合形成混合液，升温到成核温度，然后将A锌前驱体快速注入到硒前驱体与液体石蜡混合形成的混合液中，注入完成后，反15min-40min，得到ZnSe晶核的混合溶液；所述硒前驱体与液体石蜡的质量比优选为1：180-1:220，所述将A锌前驱体注入到硒前驱体与液体石蜡混合形成的混合液中的速度优选为0.8ml/s-1.6ml/s；其中，A锌前驱体中的锌和硒前驱体中的硒摩尔比优选为1:1～10:1，进一步优选A锌前驱体中的锌与硒前驱体中的硒的物质的量比为2:1；3）保持成核温度不变，继续延长ZnSe晶核的生长时间，并采用交替补充的方式进一步补充A锌前驱体和硒前驱体,使ZnSe晶核的尺寸增大形成准体相ZnSe晶核；所述交替补充是指先补充一定量硒前驱体，然后过N分钟后再补充一定量A锌前驱体，然后过N分钟后再补充一定量硒前驱体，依次类推分别补充A锌前驱体和硒前驱体各M次，形成准体相ZnSe晶核；N分钟优选为10分钟-20分钟，进一步优选N分钟为15分钟；M次优选为3次-7次，进一步优选M次为4次或5次或6次；其中，所补充的A锌前驱体中的锌和硒前驱体中的硒摩尔比优选为1:1～10:1，进一步优选所补充的A锌前驱体总量中的锌与硒前驱体总量中的硒的物质的量比为2:1；此步骤能够使准体相ZnSe晶核的荧光峰达到440±10nm，准体相ZnSe晶核的粒径达到8±0.6nm，荧光量子产率达到60%±10%。进一步地，所述A锌前驱体的制备方法包括：将锌源和A不含磷有机溶剂混合，锌源和A不含磷有机溶剂的质量比为1：33-1:100，在无水氧条件下加热至200°C-300°C，反应5min-15min，得到A锌前驱体；优选地，所述A不含磷有机溶剂为石蜡加油酸，再加上十八稀、二十烷、二十四烷、矿物油中的任一种或两种以上的组合。进一步地，所述硒前驱体的制备方法包括：将硒源和D不含磷有机溶剂混合，硒源和D不含磷有机溶剂的质量比为1：40-1:100，在无水氧条件下加热至200°C-310°C，反应1.5h-2h，得到硒前驱体溶液；优选地，所述D不含磷有机溶剂为石蜡、油酸、油胺、十八稀、二十烷、二十四烷、矿物油中的任一种或两种以上的组合。本专利技术中由于使用的成核前驱体中A锌前驱体和硒前驱体的浓度不高，反应活性也相对低，进一步避免了因相应前驱体反应活性高而难以获得高荧光量子产率的大尺寸ZnSe的问题。所述步骤（2）在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层形成准体相ZnSe量子点，具体包括：在制备形成准体相ZnSe晶核后，继续滴加A锌前驱体和硒前驱体，在准体相ZnSe晶核上包覆额外的ZnSe外壳作为ZnSe壳层，形成准体相ZnSe量子点溶液；其中，继续滴加的A锌前驱体中的锌和硒前驱体中的硒摩尔比优选为1:1～10:1；进一步优选，继续滴加的A锌前驱体中的锌和硒前驱体中的硒摩尔比为2:1；准体相对于II-VI族量子点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其特征是包括准体相ZnSe量子点和ZnS壳层；其中，以准体相ZnSe量子点为核，在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。/n

【技术特征摘要】
1.一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其特征是包括准体相ZnSe量子点和ZnS壳层；其中，以准体相ZnSe量子点为核，在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。


2.根据权利要求1所述的一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其特征是所述准体相ZnSe量子点包括准体相ZnSe晶核和ZnSe壳层；在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层。


3.根据权利要求2所述的一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点，其特征是所述准体相ZnSe量子点的粒径为≥10nm；所述准体相ZnSe晶核的粒径为≤10nm。


4.一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，其特征是该方法包括以下步骤：
（1）制备准体相ZnSe晶核；
（2）在准体相ZnSe晶核外包覆ZnSe壳层形成准体相ZnSe量子点；
（3）在准体相ZnSe量子点外包覆ZnS壳层。


5.根据权利要求4所述的一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，其特征是所述步骤（1）制备准体相ZnSe晶核，具体包括以下步骤：
1）制备成核前驱体，成核前驱体包括A锌前驱体和硒前驱体；
2）在无水氧条件下，将硒前驱体与液体石蜡混合形成混合液，升温到成核温度，然后将A锌前驱体注入到硒前驱体与液体石蜡混合形成的混合液中，注入完成后，反15min-40min，得到ZnSe晶核的混合溶液；
3）保持成核温度不变，继续延长ZnSe晶核的生长时间，并采用交替补充的方式进一步补充A锌前驱体和硒前驱体,使ZnSe晶核的尺寸增大形成准体相ZnSe晶核。


6.根据权利要求5所述的一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，其特征是所述硒前驱体与液体石蜡的质量比优选为1：180-1:220，所述将A锌前驱体注入到硒前驱体与液体石蜡混合形成的混合液中的速度为0.8ml/s-1.6ml/s；
所述交替补充是指先补充一定量硒前驱体，然后过N分钟后再补充一定量A锌前驱体，然后过N分钟后再补充一定量硒前驱体，依次类推分别补充A锌前驱体和硒前驱体各M次，形成准体相ZnSe晶核；N分钟为10分钟-20分钟，M次为3次-7次，所补充的A锌前驱体中的锌和硒前驱体中的硒摩尔比为1:1～10:1。


7.根据权利要求5所述的一种制备ZnSe/ZnS核壳结构量子点的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：申怀彬，杨花威，张营，王垒，杜祖亮，李林松，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41