III-V族核壳量子点的制备方法及含其的器件、组合物技术

本申请提供了一种III‑V族核壳量子点的制备方法及含其的器件、组合物。该制备方法包括：S1，在含III‑V族量子点核的溶液中，加入第一锌前体和第一阴离子前体加热反应生长第一壳层；S2，加入第二锌前体和第二阴离子前体加热反应生长第二壳层，得到III‑V族核壳量子点；其中，第一锌前体和第二锌前体为不同反应活性的锌前体。通过交替加入不同反应活性的锌前体，有效地控制壳层的生长；低活性的锌前体有效地保护了III‑V族量子点核的表面，保证了量子点的均一度，限制了半峰宽的增长；高活性的锌前体既作为路易斯酸，又提供锌源，能够对量子点表面进行蚀刻处理，消除表面悬键，增加发光性能，有利于提高量子点的量子效率。

Preparation method of III-V family core shell quantum dots and devices and compositions containing them

The present application provides a preparation method of III_V family core-shell quantum dots and devices and compositions containing them. The preparation method includes: S1, adding the first zinc precursor and the first anionic precursor to the solution containing the nucleus of group III_V quantum dots, heating the reaction to grow the first shell; S2, adding the second zinc precursor and the second anionic precursor to heat the reaction to grow the second shell, and obtaining the group III_V core-shell quantum dots; among them, the first zinc precursor and the first anionic precursor. Two zinc precursors are zinc precursors with different reactivity. The growth of the shell can be effectively controlled by adding zinc precursors with different reactivity alternately; the low-activity zinc precursors effectively protect the surface of the III_V QDs, ensure the uniformity of the QDs, and limit the growth of the half-peak width; the high-activity zinc precursors can be used as both Lewis acid and zinc source to quantum. The quantum efficiency of QDs can be improved by etching the surface of QDs, eliminating the surface suspension bonds and increasing the luminous properties.

【技术实现步骤摘要】
III-V族核壳量子点的制备方法及含其的器件、组合物
本专利技术涉及量子点领域，具体而言，涉及一种III-V族核壳量子点的制备方法及含其的器件、组合物。
技术介绍
量子点又称半导体纳米晶，由于其具有发光波长可调、发光效率高、稳定性好等优点，在显示、照明、生物及太阳能电池等领域有着广泛的应用。近年来，含CdSe、CdS等II-VI族基量子点材料的研究取得了极大的进展，其效率、半峰宽，稳定性等性能得到很大提高，并已应用于显示、生物等领域。但是由于Cd是有毒的重金属，欧盟《关于化学品注册、评估、许可和限制的法规》(简称“REACH”)对进入其市场的货物中的含Cd量都做了严格的规定，限制了其广泛应用。因此无镉量子点的研发也一直备受关注。如何提升无镉量子点的性能一直是研究的重点和难点。而在无镉量子点中，III-V族的InP基量子点成为研究的热点，近年来其半峰宽在不断缩小，效率也有很大的提升，有望替代含Cd量子点。现有技术中InP基量子点存在的主要问题是荧光量子产率低，发光半峰宽大(色纯度低)，稳定性差。目前提高InP量子点的荧光量子产率和稳定性的方法主要有：(1)通过酸性试剂对InP量子点刻蚀，例如加入HF，NH4F等弱酸性试剂进行表面处理，效率可以从小于1％提升至20～40％，但是整个刻蚀过程难以控制，而且酸容易对InP量子点过分刻蚀，破坏InP量子点表面结构。(2)通过在InP量子点外面包覆ZnS壳层以构建一种核壳结构的InP量子点。但是由于核层InP量子点晶格参数为0.589nm，而壳层ZnS材料的晶格参数为0.542nm，两者差别较大，造成晶格参数不匹配，导致ZnS层很难完整的包覆在InP表面，得到的ZnS包覆的InP量子点呈现不规则的多面体结构。为提高ZnS包覆效率，主要是对InP壳层进行修饰，通过一些无机酸或者光照对InP核层的刻蚀，刻蚀掉InP核层表面多余的In离子，或者增加过渡层ZnSe，形成InP/ZnSe/ZnS量子点。(3)在合成core中加入杂原子，如添加Zn或者Ga等。虽然现有技术对InP量子点的性能提升起到了一定的作用，但是仍有很大的改进空间。因此，发展一种新的制备技术，提高InP基量子点的性能对照明、显示和生物等领域的应用具有重要意义。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种III-V族核壳量子点的制备方法及含其的器件、组合物，以解决现有技术中的III-V族核壳量子点荧光量子效率低，发光半峰宽大(色纯度低)的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种III-V族核壳量子点的制备方法，制备方法包括：S1，在含III-V族量子点核的溶液中，加入第一锌前体和第一阴离子前体加热反应生长第一壳层；S2，加入第二锌前体和第二阴离子前体加热反应生长第二壳层，得到III-V族核壳量子点；其中，第一锌前体和第二锌前体为不同反应活性的锌前体。进一步地，上述制备方法还包括S3，加入第三锌前体和第三阴离子前体，加热反应生长第三壳层，得到III-V族核壳量子点；其中，第三锌前体的反应活性不同于第二锌前体的反应活性。进一步地，量子点核的铟离子与第一锌前体的锌离子的物质的量之比为1:1～1:50，量子点核的铟离子与第二锌前体的锌离子的物质的量之比为1:1～1:100。进一步地，第一锌前体和第二锌前体独立地选自C个数为1～18的羧酸锌中的一种或多种。进一步地，第一锌前体为羧酸锌，第二锌前体为无机酸锌；或者第一锌前体为无机酸锌，第二锌前体为羧酸锌；羧酸锌选自C个数为1～18的羧酸锌。进一步地，上述制备方法包括：S1，在含III-V族量子点核的溶液中，加入第一锌前体，然后加热至第一温度，反应一定时间，然后在第二温度，加入第一阴离子前体，反应一定时间；S2，降温至第三温度，加入第二锌前体，升温至第四温度，反应一定时间，然后在第五温度加入第二阴离子前体，反应一定时间；优选地，第一温度范围为150～310℃，第二温度范围为150～310℃，第三温度范围为20～150℃，第四温度范围为150～310℃，第五温度范围为150～310℃。为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种III-V族核壳量子点的制备方法，制备方法包括：S1，在含III-V族量子点核的溶液中，加入两种锌前体加热反应，两种锌前体包括第一锌前体和第二锌前体；加入第一阴离子前体生长第一壳层；S2，加入第二阴离子前体加热反应生长第二壳层，得到III-V族核壳量子点；其中，第一锌前体和第二锌前体为不同反应活性的锌前体。进一步地，上述制备方法包括：S1，在含III-V族量子点核的溶液中，加入第一锌前体，然后加热至第六温度，反应一定时间，然后降温至第七温度，加入第二锌前体，升温至第八温度；S2，加入第一阴离子前体，反应一定时间，然后降温或升温至第九温度，加入第二阴离子前体，反应一定时间；优选地，第六温度范围为150～310℃，第七温度范围50～150℃，第八温度范围为150～310℃，第九温度范围为150～310℃。为了实现上述目的，根据本申请的又一个方面，提供了一种III-V族核壳量子点，量子点根据上述任一种制备方法制备而成。进一步地，III-V族核壳量子点的半峰宽小于等于38nm。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种器件，器件包括上述任一项制备方法制备的III-V族核壳量子点。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种组合物，组合物包括上述任一项制备方法制备的III-V族核壳量子点。应用本申请的制备方法，通过交替加入不同反应活性的锌前体，有效地控制壳层的生长。低活性的锌前体有效地保护了III-V族量子点核的表面，保证了量子点的均一度，限制了半峰宽的增长；高活性的锌前体既作为路易斯酸，又提供锌源，能够对量子点表面进行蚀刻处理，消除表面悬键，增加发光性能，有利于提高量子点的量子效率。进而，上述方法制备得到的量子点具有窄半峰宽，高的荧光效率，将该量子点应用于产品中可以赋予产品高的色纯度。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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了本申请实施例3的透射电子显微镜(TEM)图；以及图2示出了本申请实施例13的TEM图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。以下制备方法如无特殊说明，均与现有技术中制备量子点对反应环境的要求相同，在反应之前或反应过程中均使用惰性气体气氛或其中除去湿气和氧气的空气气氛去除反应器中的湿气和氧气，其中的惰性气体为氮气、氩气或稀有气体。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种III‑V族核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1，在含III‑V族量子点核的溶液中，加入第一锌前体和第一阴离子前体加热反应生长第一壳层；S2，加入第二锌前体和第二阴离子前体加热反应生长第二壳层，得到III‑V族核壳量子点；其中，所述第一锌前体和所述第二锌前体为不同反应活性的锌前体。

【技术特征摘要】
1.一种III-V族核壳量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1，在含III-V族量子点核的溶液中，加入第一锌前体和第一阴离子前体加热反应生长第一壳层；S2，加入第二锌前体和第二阴离子前体加热反应生长第二壳层，得到III-V族核壳量子点；其中，所述第一锌前体和所述第二锌前体为不同反应活性的锌前体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括S3，加入第三锌前体和第三阴离子前体，加热反应生长第三壳层，得到III-V族核壳量子点；其中，所述第三锌前体的反应活性不同于所述第二锌前体的反应活性。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述量子点核的铟离子与所述第一锌前体的锌离子的物质的量之比为1:1～1:50，所述量子点核的铟离子与所述第二锌前体的锌离子的物质的量之比为1:1～1:100。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一锌前体和所述第二锌前体独立地选自C个数为1～18的羧酸锌中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一锌前体为羧酸锌，所述第二锌前体为无机酸锌；或者所述第一锌前体为无机酸锌，所述第二锌前体为羧酸锌；所述羧酸锌选自C个数为1～18的羧酸锌。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：S1，在含III-V族量子点核的溶液中，加入所述第一锌前体，然后加热至第一温度，反应一定时间，然后在第二温度，加入所述第一阴离子前体，反应一定时间；S2，降温至第三温度，加入所述第二锌前体，升温至第四温度，反应一定时间，然后在第五温度加入所述第二阴离子前体，反应一定时间；优选地，所述第一温度范围为150～310℃，所述第二温度范围为150～310℃，所述第三温度范围为20～150℃，所述第四温度范围为150～31...

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，乔培胜，汪均，余文华，谢阳腊，苏叶华，
申请(专利权)人：纳晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33