一种InP量子点的制备方法及InP量子点技术

本发明专利技术提供了一种InP量子点的制备方法，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟‑第一配体溶液；b)将所述铟‑第一配体溶液升温至180‑260℃，加入PH

【技术实现步骤摘要】
一种InP量子点的制备方法及InP量子点
本专利技术涉及半导体纳米材料制备
，具体而言，涉及一种InP量子点的制备方法及InP量子点。
技术介绍
量子点，又称荧光半导体纳米晶，是一种物理直径在1-20nm范围内的无机半导体发光纳米晶，具有明显的量子尺寸效应和独特的光学性能。近年来，量子点由于其激发波长范围宽、发射峰窄、斯洛克斯位移大、粒径可控、光化学稳定性强等特点，被广泛的应用到照明、显示等领域，并逐渐成为一类适用于发光二极管(LED)、激光器、太阳能电池等领域的具有重要前景的材料。目前，对量子点的研究主要针对的是II-VI族元素化合物量子点。它们的制备过程相对简便、成熟，所得到的量子点质量高，荧光性能优良。但是，受量子点本身毒性以及禁带宽度的影响，它们在应用发展方面受到了限制。另外一类III-V族元素量子点，以InP量子点为代表，它们由共价键键合而成，相对于由离子键键合而成的传统型II-VI族元素量子点，具有更加完善的结构，且不含重金属元素，无内在毒性，绿色环保，正吸引着越来越多的科研工作者的关注。现有技术中，关于InP量子点的制备方法大多以有机类烷基膦，如三(三甲基硅烷基)膦、三(二烷基氨基)膦为磷源，使其与脂肪酸铟前体反应，得到性质相对优良的InP量子点。然而，有机类烷基膦的价格昂贵，原料成本过高，制备工艺又繁琐复杂，不能够满足工业化生产的需要。与有机类烷基膦相比，PH3的成本低，较容易得到和使用，是一种很好的磷源。但是，以PH3为磷源，较难制备出大粒径的InP量子点，所得到的量子点的荧光发射峰通常都在720nm以下，且很难继续生长下去。此外，由于是一次性投入较多量的原料，量子点的粒径相对而言很不均匀，半峰宽较大，且粒径越大，半峰宽越大。这些问题都在很大程度上限制了InP量子点的应用。因此，发展一种以PH3为磷源，制备粒径较大且较均匀的InP量子点的优良方法，对于InP量子点的使用和发展具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种以PH3为磷源，制备InP量子点的方法。通过本专利技术提供的方法，InP量子点的生长更加均匀，并更容易获得粒径较大的量子点。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种InP量子点的制备方法，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟-第一配体溶液；b)将所述铟-第一配体溶液升温至180-260℃，加入PH3，得到具有较小粒径InP纳米晶核的混合体系；c)向所述混合体系中依次交替加入铟-第二配体溶液和PH3，得到粒径较大的InP纳米晶核；d)加入合成量子点的壳层所需的前体物质，得到具有壳层包覆的InP量子点。进一步地，所述铟-第二配体溶液是通过将铟前驱体加入到含有第二配体的非配位溶剂中得到的。进一步地，所述铟前驱体包括醋酸铟、氯化铟、碳酸铟、碘化铟、溴化铟、硝酸铟、高氯酸铟、十四酸铟和硬脂酸铟中的至少一种；所述第一配体和第二配体包括碳原子数≥6的饱和或不饱和脂肪酸中的至少一种；所述非配位溶剂包括10≤碳原子数≤22的烷烃、烯烃、醚类和芳香族化合物中的至少一种。进一步地，所述PH3以气体或气体溶液的形式加入到所述铟-第一配体溶液或者所述混合体系。进一步地，每次向所述混合体系中加入所述铟-第二配体溶液或PH3之后，都分别使反应保持1-120分钟。进一步地，所述量子点的壳层包括ZnS、ZnSe和ZnSeS中的至少一种。进一步地，所述铟-第一配体溶液中还包括锌前驱体。进一步地，所述锌前驱体包括醋酸锌、氯化锌、碳酸锌、硬脂酸锌、油酸锌、十酸锌、十一烯酸锌和二乙基二硫氨基甲酸锌中的至少一种。进一步地，每次向所述混合体系中加入的铟-第二配体溶液和PH3的量相对于前一次逐渐递增。根据本专利技术的另一方面，提供了一种InP量子点，所述InP量子点的荧光发射峰在650-810nm，由上述任一方法制得。应用本专利技术的技术方案，向具有较小粒径InP纳米晶核的混合体系中，依次交替加入铟-第二配体溶液和PH3。每次加入铟-第二配体溶液或PH3之后，都分别使反应保持一段时间，以使粒径较小的InP纳米粒子持续不断地均匀长大，并最终获得粒径较大的InP量子点。该方法操作简单且成本低，解决了目前以PH3为磷源，较难制备粒径较大且较均匀的InP量子点的问题，并为大粒径量子点的制备提供了一种新的方法和思路。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例1中制备的InP量子点的紫外-可见吸收和荧光发射光谱图；图2是本专利技术实施例2中制备的InP量子点的紫外-可见吸收和荧光发射光谱图；图3是本专利技术实施例3中制备的InP量子点的紫外-可见吸收和荧光发射光谱图；图4是本专利技术实施例4中制备的InP量子点的紫外-可见吸收和荧光发射光谱图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护范围。为了解决目前以PH3为磷源，较难制备粒径较大且较均匀的InP量子点的问题，本专利技术公开了一种InP量子点的制备方法，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟-第一配体溶液；b)将所述铟-第一配体溶液升温至180-260℃，加入PH3，得到具有较小粒径InP纳米晶核的混合体系；c)向所述混合体系中依次交替加入铟-第二配体溶液和PH3，得到粒径较大的InP纳米晶核；d)加入合成量子点的壳层所需的前体物质，得到具有壳层包覆的InP量子点。根据本专利技术的一种优选实施方式，铟-第一配体溶液和铟-第二配体溶液是通过将铟前驱体加入到含有第一配体或第二配体的非配位溶剂中得到的。根据不同的实验方案，在向所述混合体系中加入铟-第二配体溶液时，铟-第二配体溶液可以与铟-第一配体溶液相同，也可以与铟-第一配体溶液不相同。根据本专利技术的一种优选实施方式，在制备铟-第一配体溶液或铟-第二配体溶液时，将铟前驱体与第一配体或第二配体的物质的量的比控制在1:0.5-1:4的范围之内。本专利技术中，铟前驱体包括醋酸铟、氯化铟、碳酸铟、碘化铟、溴化铟、硝酸铟、高氯酸铟、十四酸铟和硬脂酸铟中的至少一种；第一配体和第二配体包括碳原子数≥6的饱和或不饱和脂肪酸中的至少一种；非配位溶剂包括10≤碳原子数≤22的烷烃、烯烃、醚类和芳香族化合物中的至少一种。进一步优选地，第一配体和第二配体包括十酸、十一烯酸、十四酸、油酸和硬脂酸中的至少一种；烷烃包括1-十八烷、1-十七烷、1-十六烷、1-十二烷、1-十四烷、1-十三烷、1-姥鲛烷、1-植烷、1-十五烷、石蜡、1-二十烷、1-二十八烷、1-二十四烷中的至少一种；烯烃包括1-十八碳烯、1-十二碳烯、1-十六碳烯、1-十四碳烯、1-十七碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯、1-十三碳烯、1-十五碳烯中的至少一种；醚类包括苯醚、苄醚中的至少一种。根据本专利技术的一种具体实施方式，铟前驱体为醋酸铟，酸配体为油酸，有机溶剂为1-十八碳烯。根据本专利技术的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种InP量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟‑第一配体溶液；b)将所述铟‑第一配体溶液升温至180‑260℃，加入PH

【技术特征摘要】
1.一种InP量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟-第一配体溶液；b)将所述铟-第一配体溶液升温至180-260℃，加入PH3，得到具有较小粒径InP纳米晶核的混合体系；c)向所述混合体系中依次交替加入铟-第二配体溶液和PH3，得到粒径较大的InP纳米晶核；d)加入合成量子点的壳层所需的前体物质，得到具有壳层包覆的InP量子点。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铟-第二配体溶液是通过将铟前驱体加入到含有第二配体的非配位溶剂中得到的。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述铟前驱体包括醋酸铟、氯化铟、碳酸铟、碘化铟、溴化铟、硝酸铟、高氯酸铟、十四酸铟和硬脂酸铟中的至少一种；所述第一配体和第二配体包括碳原子数≥6的饱和或不饱和脂肪酸中的至少一种；所述非配位溶剂包括10≤碳原子数≤22的烷烃、烯烃、醚类和芳香族化合物中的至少一种。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫，张超，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：江苏,32