【技术实现步骤摘要】
本申请涉及量子点材料，尤其涉及一种四元合金核壳量子点及其制备方法。
技术介绍
1、半导体量子点作为一种新型纳米荧光材料，凭借其尺寸依赖多色发光特性、狭窄的荧光峰、高量子产率以及卓越的光化学稳定性，在众多前沿科技领域如新型显示和照明、太阳能电池以及生物标记中展现出广阔的应用潜力。特别是，cdse量子点通过外层包覆zns壳层，不仅能在蓝绿光区域实现发光峰位的调控，还能提升量子点的稳定性，对于拓展其应用场景具有重要意义。
2、然而，传统的cdse/zns核壳结构量子点面临一个挑战：cdse与zns之间的晶格不匹配程度高达12%，这种不匹配随着zns壳层数的增加，会导致界面缺陷的增多，进而降低荧光量子产率，使得量子点的荧光量子产率和稳定性难以同时提升，这一局限性制约了cdse/zns核壳结构量子点在高性能应用中的进一步发展。
3、为了克服这一问题，研究人员探索了多壳层cdse/cdxzn1-xse/zns梯度核壳结构量子点，通过引入cdxzn1-xse梯度壳层来降低界面缺陷，从而提高量子产率。尽管这种方法在一定程度上取得了成效，但新的问题也随之浮现。梯度壳层中的znse部分充当了热电子转移路径，使得量子点易于遭受光氧化，从而降低了其长期稳定性。此外，壳层中大量存在的cd元素与欧盟关于电子产品中有毒危险化学物质的禁令相悖，限制了这类量子点在环保要求严格的领域中的应用。
4、因此，需要对超厚zns壳层的生长工艺进行优化，旨在实现两大目标：一是通过减少znse壳层的同时增加zns壳层，以在保证量子点高产率的
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种四元合金核壳量子点及其制备方法，其能够减少cd元素的使用，在保证量子点高产率的前提下提高稳定性，本申请的目的是通过以下技术方案实现，四元合金核壳量子点包括量子点核、过渡层、壳层；
2、所述量子点核为cdznses量子点；
3、所述壳层的材料为zns；
4、所述过渡层的材料为znxcd1-xseys1-y，其中，0＜x≤1，1＞y≥0，所述过渡层中，在所述量子点核向所述壳层的方向上，x的值逐渐增大，y的值逐渐减小。
5、在其中一个实施例中，所述壳层的厚度大于过渡层的厚度。
6、在其中一个实施例中，量子点核的平均尺寸在7-8nm范围内。
7、在其中一个实施例中，四元合金核壳量子点的尺寸大于18nm。
8、在其中一个实施例中，四元合金核壳量子点中的cd元素含量小于1%。
9、另外，本申请还提供了一种四元合金核壳量子点的制备方法，包括：
10、分别制备第一前驱体溶液、第二前驱体溶液、第三前驱体溶液，所述第一前驱体溶液包括镉源、锌源、有机配体及有机溶剂，所述第二前驱体包括硫源、硒源、长链碳烯及有机溶剂，所述第三前驱体溶液包括锌源、有机配体及长链碳烯；
11、将第二前驱体溶液注入所述第一前驱体溶液中，形成第一量子点溶液；
12、在所述第三前驱体溶液中加入烷烃类硫醇，形成混合前驱体溶液；
13、将所述混合前驱体溶液滴加至所述第一量子点溶液中；
14、在滴加过程中升高溶液的温度。
15、在其中一个实施例中，提高温度的同时提高滴加的速度。
16、在其中一个实施例中，所述混合前驱体溶液每小时滴加的量少于所述第一量子点溶液的量的10%。
17、在其中一个实施例中，所述第一前驱体溶液中镉的摩尔百分比大于锌的摩尔百分比，所述第二前驱体溶液中硫的摩尔百分比大于硒的摩尔百分比。
18、在其中一个实施例中，在小于120℃的温度下，将第二前驱体溶液注入所述第一前驱体溶液中，所述第三前驱体溶液滴加的起始温度在120℃-180℃范围内。
19、在其中一个实施例中，采用阶梯式升高温度的方式将滴加过程中的温度升高，最高温度小于350℃。
20、在其中一个实施例中，阶梯式升高温度的方式中每间隔2-6小时温度升高25-60℃。
21、在其中一个实施例中，每个升高后的温度下滴加的所述第三前驱体溶液的量大于前一温度下滴加的所述第三前驱体溶液的量。
22、与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
23、本申请采用cdznses作为量子点核，通过引入znxcd1-xseys1-y作为过渡层，并以zns作为壳层，形成独特的四元合金核壳结构。其中，过渡层中zn的含量(x值)逐渐增大、cd的含量逐渐减小，而se的含量(y值)逐渐减小，s的含量逐渐增大，形成梯度合金层，减少cd元素，降低了环境风险和生物毒性，还通过梯度合金层的形成，优化了核与壳之间的界面结构，有助于减少界面缺陷，从而提高量子点的荧光效率和光学性能，并提高量子点的稳定性。
24、在制备过程中，采用温度递增的生长策略，并在滴加混合前驱体溶液时逐步提高溶液的温度，同时控制滴加速度和滴加量，确保壳层的均匀生长。通过温度递增，可以有效降低核壳界面应力，避免因温度变化过快导致的结构缺陷。同时，延长反应时间有助于zns壳层的充分生长，实现荧光量子产率和zns壳层厚度的同时增加。在制备过程中，严格控制各前驱体溶液的配比、滴加顺序、滴加速度以及反应温度等参数，确保量子点的尺寸、形状和性能的一致性。通过精细的工艺控制，实现量子点核的平均尺寸的精确调控。本申请提供的四元合金核壳量子点及其制备方法，通过结构设计和工艺控制，实现在保证量子点高产率的前提下，提高稳定性和荧光效率的有益效果。
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1.一种四元合金核壳量子点，其特征在于，包括量子点核、过渡层、壳层；
2.根据权利要求1所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，所述壳层的厚度大于过渡层的厚度。
3.根据权利要求1所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，量子点核的平均尺寸在7-8nm范围内。
4.根据权利要求3所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，四元合金核壳量子点的尺寸大于18nm。
5.根据权利要求1所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，四元合金核壳量子点中的Cd元素含量小于1%。
6.一种四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，提高温度的同时提高滴加的速度。
8.根据权利要求6或7所述的四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述混合前驱体溶液每小时滴加的量少于所述第一量子点溶液的量的10%。
9.根据权利要求6所述的四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体溶液中镉的摩尔百分比大于锌的摩尔百分比，所述第二前驱体溶液中硫的摩尔
10.根据权利要求6所述的四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，在小于120℃的温度下，将第二前驱体溶液注入所述第一前驱体溶液中，所述第三前驱体溶液滴加的起始温度在120℃-180℃范围内，采用阶梯式升高温度的方式将滴加过程中的温度升高，最高温度小于350℃，阶梯式升高温度的方式中每间隔2-6小时温度升高25-60℃，每个升高后的温度下滴加的所述第三前驱体溶液的量大于前一温度下滴加的所述第三前驱体溶液的量。
...【技术特征摘要】
1.一种四元合金核壳量子点，其特征在于，包括量子点核、过渡层、壳层；
2.根据权利要求1所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，所述壳层的厚度大于过渡层的厚度。
3.根据权利要求1所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，量子点核的平均尺寸在7-8nm范围内。
4.根据权利要求3所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，四元合金核壳量子点的尺寸大于18nm。
5.根据权利要求1所述的四元合金核壳量子点，其特征在于，四元合金核壳量子点中的cd元素含量小于1%。
6.一种四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的四元合金核壳量子点的制备方法，其特征在于，提高温度的同时提高滴加的速度。
8.根据权利要求6或7所述的四...
【专利技术属性】
技术研发人员：李宁，周德霞，周子明，唐兆兵，贾思琪，
申请(专利权)人：河南省科学院新型显示技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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