一种核壳结构量子点及其制备方法、量子点膜技术

本申请提供一种核壳结构量子点及其制备方法、量子点膜，量子点包括外壳层，所述外壳层包括ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物；本申请的量子点不仅可以有效增强核壳结构量子点的稳定性，还能使量子点获得较高的量子效率，本申请的核壳结构量子点的制备方法采用新型氧源，原料来源广，工艺简单，绿色环保，具备一定经济效益和社会效益。益和社会效益。益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构量子点及其制备方法、量子点膜


[0001]本申请属于纳米材料领域，具体涉及一种核壳结构量子点及其制备方法、量子点膜。

技术介绍

[0002]量子点(quantum dots)，又称半导体纳米晶体，是一种新型的半导体纳米材料，尺寸在1
‑
10nm。由于量子尺寸效应和介电限域效应使它们具有独特的光致发光(PL)和电致发光(EL)性能。与传统的有机荧光染料相比，量子点具有量子效率高，光化学稳定性高，不易光解，以及宽激发、窄发射，高色纯度，发光颜色可通过控制量子点大小进行调节等优良的光学特性，在显示
具有广泛的应用前景。
[0003]目前，镉系量子点由于具有量子效率高、半峰宽小、蓝光吸收强、稳定性好的优势，已经逐步开始商业化，但是由于重金属元素镉的存在，此类量子点不能满足日益重视的环保要求，所以新型无镉量子点的发展就极为紧迫。目前，新型环保量子点InP常用的外壳层材料通常为ZnSe或ZnS，此类量子点容易受到水汽和氧气的影响，导致量子点的性能迅速下降，造成InP量子点在空气中的稳定性差，无法实现真正的商业应用。因此，亟需优化无镉量子点的合成方式，添加稳定性好、抗水氧腐蚀性强的壳层，提升性能，从而推动无镉量子点更快实现商业化。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本申请提供一种核壳结构量子点，包括：
[0005]核体，所述核体包含
Ⅲ‑Ⅴ
族化合物、
Ⅱ‑Ⅳ
族化合物中的一种；
[0006]外壳层，所述外壳层包括ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物；
[0007]其中，所述外壳层在所述核壳结构量子点中的质量百分含量为0.1～10％。
[0008]进一步地，还包括过渡层，所述过渡层位于所述核体和所述外壳层之间，所述过渡层的能级介于所述核体的能级和所述外壳层的能级之间。
[0009]进一步地，所述外壳层的厚度为0.1～0.2nm。
[0010]本申请还包括一种核壳结构量子点的制备方法，包括步骤：
[0011]S1、将初始量子点、ⅡB族和/或ⅢA族元素前驱体混合，以形成混合液，其中，所述初始量子点包括核体以及包覆于所述核体外表面的过渡层；
[0012]S2、将包含氧气和/或水的有机溶液加入所述混合液，反应形成核壳结构量子点。
[0013]进一步地，所述有机溶液的极性参数为3.5～8；
[0014]优选地，所述有机溶剂包括四氢呋喃、乙醇、乙酸乙酯、甲醇、丙酮、二甲亚砜中的至少一种；
[0015]优选地，在所述有机溶液中，所述氧气和/或水的质量百分含量为0.01～0.1％。
[0016]进一步地，所述氧气和/或水与所述初始量子点的质量比不小于0，且不大于0.05。
[0017]进一步地，所述ⅡB族和/或ⅢA族元素前驱体与所述氧气和/或水的摩尔比为10:1
～1:100；
[0018]优选地，所述ⅡB族和/或ⅢA族元素前驱体包括含ⅡB族和/或ⅢA族元素的卤代化合物、脂肪酸盐化合物、有机金属化合物中的至少一种。
[0019]进一步地，所述步骤S2的反应温度为25～240℃。
[0020]本申请还提供一种量子点膜，包括上述的核壳结构量子点，或者包括由上述的制备方法获得的量子点。
[0021]有益效果：
[0022](1)本申请的核壳结构量子点的外壳层包括ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物，不仅可以有效增强核壳结构量子点的稳定性，还能使核壳结构量子点获得较高的量子效率。
[0023](2)本申请的核壳结构量子点的制备方法，采用氧气和/或水作为氧源制备ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物，原料来源广泛、常见易得、无毒无害，工艺简单，制备方法绿色环保，具备良好的经济效益与社会效益。
附图说明
[0024]图1为本申请的水/初始量子点的质量比与量子点效率保有率的关系图；
[0025]图2为本申请的氧气/初始量子点的质量比与量子点效率保有率的关系图。
具体实施方式
[0026]下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。如果不另外定义，则说明书中的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以被定义为本领域技术人员通常所理解的。除非清楚定义，否则可以不理想化地或夸大地解释通用字典中定义的术语。此外，除非明确地描述为相反，否则词语“包括”和诸如“包含”或“含有”的变型将被理解为意指包括所陈述的元件(要素)，但不排除任何其它元件(要素)。
[0027]在附图中，为了清楚，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，同样的附图标记表示同样的元件。
[0028]将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时，该元件可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反地，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
[0029]此外，除非另外提及，否则单数包括复数。如在此使用的，“一”、“一个(种/者)”、“该(所述)”和
“……
中的至少一个(种/者)”不表示量的限制，而是意图包括单数和复数两者，除非上下文另外明确指出。例如，除非上下文另外明确指出，否则“元件(要素)”具有与“至少一个元件(要素)”相同的含义。“至少一个(种/者)”不被解释为限制“一”或“一个(种/者)”。“或”表示“和/或”。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和全部组合。还将理解的是，术语“包含”和/或“包括”或者它们的变型用在本说明书中时，说明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0030]将理解的是，虽然在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术
语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。
[0031]如
技术介绍
所述，目前常见的无镉量子点为InP，InP最外层通常包覆ZnSe或ZnS壳层，该外壳层容易被水解或者氧化，造成核壳结构量子点稳定性差。
[0032]基于此，本申请提供一种核壳结构量子点，包括核体以及包覆于所述核体上的外壳层，外壳层包括ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物。专利技术人发现，量子点外壳层包括ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物，外壳层在所述核壳结构量子点中的质量百分含量为0.1～10％，该类外壳层在环境中稳定性好，从而有效保护位于外壳层内部的量子点核体、内壳层等结构，提高量子点稳定性以及量子效率。
[0033]在本申请一具体实施方式中，量子点的核体包含
Ⅲ‑Ⅴ
族化合物、
Ⅱ‑Ⅳ
族化合物中的一种，此类核体包覆上稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构量子点，其特征在于，包括核体以及包覆于所述核体上的外壳层，所述外壳层包括ⅡB族和/或ⅢA族金属氧化物；其中，所述外壳层在所述核壳结构量子点中的质量百分含量为0.1～10％。2.根据权利要求1所述的核壳结构量子点，其特征在于，还包括过渡层，所述过渡层位于所述核体和所述外壳层之间，所述过渡层的能级介于所述核体的能级和所述外壳层的能级之间。3.根据权利要求1所述的核壳结构量子点，其特征在于，所述外壳层的厚度为0.1～0.2nm。4.一种核壳结构量子点的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1、将初始量子点、ⅡB族和/或ⅢA族元素前驱体混合，以形成混合液，其中，所述初始量子点包括核体以及包覆于所述核体外表面的过渡层；S2、将包含氧气和/或水的有机溶液加入所述混合液，反应形成核壳结构量子点。5.根据权利要求4所述的核壳结构量子点的制备方法，其特征在于，所述有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：单玉亮，杨涵妮，曹越峰，乔登清，王允军，
申请(专利权)人：苏州星烁纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：