InP量子点及其制备方法技术

本发明专利技术提供了InP量子点及其制备方法。该InP量子点包括：金属盐修饰的InP核，以及包裹在核上的壳层，壳层为ZnSe/ZnS或ZnSe

【技术实现步骤摘要】
InP量子点及其制备方法
本专利技术涉及量子点材料领域，具体而言，涉及一种InP量子点及其制备方法。
技术介绍
传统的II-VI族量子点材料例如CdSe、CdS、PbS等量子点本身含有毒性，且其禁带宽度较为狭窄，制约了其在生产生活中的运用。InP量子点相比于II-VI族量子点材料，本身不含毒性，使其在生物荧光探针有着潜在的运用。然而，InP量子点材料相比于II-VI族量子点在合成过程中仍然存在一些无法克服的缺点，例如较低的荧光量子产率，化学稳定性差和量子点粒径不均一等缺点，严重制约了InP量子点发光性能。为了提高InP量子点的光化学稳定性和荧光量子产率，目前主要采用两种方法：1、通过酸性试剂对InP量子点的刻蚀，例如HF，NH4F等弱酸性试剂，经过酸刻蚀后的InP量子点，虽然效率得到提升由小于1％提升至20～40％，但是整个刻蚀过程难以控制，酸容易对InP量子点过量的刻蚀，引起InP量子点结构的破坏。因为该方法主要是刻蚀InP量子点表面大量的悬空键，减少能量以非光学性质的损耗，以提高其荧光量子产率，但是由于InP量子点尺寸约为1.5～4纳米，经过化学刻蚀后，缺少了第一配体的InP量子点表面变得不稳定，暴露出来的InP表面容易发生氧化，溶解等化学反应而导致量子荧光效率快速降低。2、通过在InP量子点外面包覆若干ZnS层以构建一种核壳结构的InP量子点，但是由于核InP量子点0.589纳米的晶格参数与壳层ZnS材料0.542纳米晶格参数存在较大的晶格不匹配，导致ZnS层很难完整的包覆在InP表面，得到ZnS包覆的InP量子点呈现不规则的多面体结构。而为提高ZnS包覆效率，目前主要采用对InP壳层进行修饰的方式，比如通过一些无机酸或者光照对InP核的刻蚀，刻蚀掉InP核表面多余的In离子。目前，针对InP量子点核的修饰有一些报道。例如，美国国家可再生能源实验室Arthur.J.Nozik在1996年报道了利用氢氟酸(HF)和氟化铵(NH4F)对InP量子点的化学刻蚀，得到荧光量子产率为30％左右的InP量子点(Highlyefficientband-edgeemissionfromInPquantumdots)，在整个实验中用到了剧毒的HF，通过化学方法对InP量子点化学刻蚀后，虽然得到的较高荧光量子产率的InP，但是由于InP量子点表面结构被破坏，效率会随着放置时间的延长快速衰减。HorstWeller在2002年报道了使用450瓦的氙灯对InP量子点持续照射15小时(EtchingofcolloidalInPnanocrystalswithfluorides:photochemicalnatureoftheprocessresultinginhighphotoluminescenceefficiency)，虽然得到了荧光量子产率为20～40％的InP量子点，但是整个实验过程太长，所得到的InP量子点效率太低，不能运用于实际生产中。Paras.N.Prasad在2005年报道了在非配位性溶剂中利用ZnS钝化InP量子点表面，得到ZnS包覆InP核壳结构的量子点(Folate-receptor-mediateddeliveryofInPquantumdotsforbioimagingusingconfocalandtwo-photonmicroscopy)，通过对InP的包覆，量子荧光效率从0.5％提高至15％。通过包覆层对InP量子点表面的修饰，虽然对InP量子点效率有了较大的提升，但是所提升的效率仍然较低，与实际运用的效率仍然有很大的差距。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种InP量子点及其制备方法，以解决现有技术中InP量子点的量子效率差和量子点粒径不均一的问题。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，包括：金属盐修饰的InP核，以及包裹在核上的壳层，壳层为ZnSe/ZnS或ZnSexS1-x，其中0＜x≤1，InP量子点的半峰宽小于等于50nm，量子效率大于等于70％。进一步地，上述金属盐为钪盐、锡盐、镓盐、锰盐或锆盐。进一步地，上述金属盐的金属离子在核中与In的摩尔比为0.01:1～1:1。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述InP量子点的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，使金属盐和InP核进行反应，得到金属盐修饰的InP核；步骤S2，在金属盐修饰的InP核上包覆ZnSexS1-x壳层或ZnSe/ZnS壳层，得到InP量子点。进一步地，上述步骤S1在100～320℃下进行，优选150～300℃。进一步地，上述制备方法包括制备InP核的过程，该过程包括：将铟前体、第一非配位溶剂和可选的第一配体的混合，得到铟前体溶液；将磷前体、第二非配位溶剂和可选的第二配体的混合，得到磷前体溶液；将铟前体溶液与磷前体溶液混合加热并保温在150～330℃，反应得到InP核。进一步地，将上述铟前体、第一非配位溶剂和可选的第一配体的混合溶液升温至180～270℃，得到铟前体溶液。进一步地，上述铟前体选自InCl3、InMA3和InAc3中的一种或多种，磷前体选自三(三甲基硅基)膦，三(三乙基硅基)膦中的一种或两种。进一步地，上述第一配体和第二配体各自独立地选自脂肪胺或脂肪酸，进一步优选脂肪胺选自正己胺、八胺、十二胺和二丙胺中的一种或多种，更优选脂肪酸选自十四酸、十六酸、十八酸和十二酸中的一种或多种，优选第一非配位溶剂和第二非配位溶剂各自独立地选自烯烃、烷烃和醚类中的一种或多种。进一步地，上述步骤S2包括：将锌前体、硒前体化合物和/或硫前体化合物与金属盐修饰的InP核在180～320℃下反应，得到壳层为ZnSexS1-x的InP量子点。进一步地，上述步骤S2包括：将锌前体和金属盐修饰的InP核混合，形成第一混合体系；将第一混合体系升温至180～320℃后，向第一混合体系中加入硒前体化合物和/或硫前体化合物，得到壳层为ZnSe/ZnS的InP量子点。应用本专利技术的技术方案，利用金属盐修饰的InP核作为核，由于金属盐的修饰作用使得InP表面的悬挂键消除，能够减少能量以非光学性质的损耗，提高了具有该金属盐修饰的InP的量子点的荧光量子产率；另外，由于InP和ZnSe的晶格常数差距较小，因此使具有S和Se的壳层可以较为容易地包覆在InP核表面，进而使得本申请的InP量子点具有较高的量子效率和稳定性；同时，由于InP量子点的半峰宽小于等于50nm，可以得出量子点粒径较为均一。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示出了根据本专利技术的实施例1至4以及对比例1得到的纯化后的量子点的XRD谱图示意图；以及图2示出了根据本专利技术实施例2得到的纯化后的量子点的TEM检测图。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专利技术。如
技术介绍
所记载的，现有技术中InP量子点的量子效率差和量子点粒径不均一，为了解决该问题，本申请提供了一种InP量子点及其制备方法。在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种InP量子点，该InP量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种InP量子点，其特征在于，包括：金属盐修饰的InP核，以及包裹在所述核上的壳层，所述壳层为ZnSe/ZnS或ZnSe

【技术特征摘要】
1.一种InP量子点，其特征在于，包括：金属盐修饰的InP核，以及包裹在所述核上的壳层，所述壳层为ZnSe/ZnS或ZnSexS1-x，其中0＜x≤1，所述InP量子点的半峰宽小于等于50nm，量子效率大于等于70％。2.根据权利要求1所述的InP量子点，其特征在于，所述金属盐为钪盐、锡盐、镓盐、锰盐或锆盐。3.根据权利要求1所述的InP量子点，其特征在于，其中所述金属盐的金属离子在所述核中与In的摩尔比为0.01:1～1:1。4.一种InP量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，使金属盐和InP核进行反应，得到金属盐修饰的InP核；步骤S2，在所述金属盐修饰的InP核上包覆ZnSexS1-x壳层或ZnSe/ZnS壳层，得到所述InP量子点。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1在100～320℃下进行，优选150～300℃。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括制备所述InP核的过程，所述过程包括：将铟前体、第一非配位溶剂和可选的第一配体的混合，得到铟前体溶液；将磷前体、第二非配位溶剂和可选的第二配体的混合，得到磷前体溶液；将所述铟前体溶液与所述磷前体溶液混合加热并保温在150～330℃，反应得到所述InP核。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高静，汪均，陈昌磊，涂丽眉，赵飞，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