InP基合金量子点的制备方法及量子点、器件及组合物技术

本申请提供了一种InP基合金量子点的制备方法及量子点、器件及组合物，该InP基合金量子点的制备方法包括：1)将M前体与磷前体、可选的第一配体、第一溶剂的混合物在第一温度下反应，形成M‑P复合物溶液；2)将M‑P复合物溶液与铟前体、可选的第二配体、第二溶剂的混合物在第二温度下反应，得到含InMP合金量子点的溶液。本申请还提供一种由上述InP基合金量子点的制备方法制备的InP基合金量子点、器件及量子点组合物。采用该方法制备的量子点具备发光半峰宽更窄、量子效率更高、包覆效果更好、稳定性更强的特性。

【技术实现步骤摘要】
InP基合金量子点的制备方法及量子点、器件及组合物
本申请涉及量子点领域，具体而言，涉及一种InP基合金量子点的制备方法及量子点、器件及组合物。
技术介绍
近些年来，量子点材料由于发光效率高、激发范围广、发射光谱窄、颜色波长可调等特点，在生物技术、太阳能电池和发光二极管等方面的应用受到越来越多的关注。目前利用量子点的光致发光原理的量子点电视，如TCL量子点电视，已经顺利进入消费市场，NTSC色域>110％，色彩表现能力媲美OLED电视，取得良好的市场反馈。作为量子点材料第二代发光技术，量子点电致发光QLED，更是近年来的研究热点。量子点材料是尺寸在1-10nm的半导体纳米晶，具有优良的发光性能。由于量子限域效应，其发光波长随量子点尺寸的增长不断红移，可扩展至整个可见光及近红外区域。另外，量子点材料还具有发光半峰宽窄、发光效率高、稳定性强等优点，在显示、照明、生物等领域都有广泛的应用前景。常见的量子点材料有II-VI族、III-V族、I-III-VI族等，其中II-VI族研究较多，但其含重金属元素Cd，大大限制了其商业应用。III-V族材料以InP为代表，具有无重金属、斯托克斯位移较大、发光范围宽等优点，受到科研界和产业界的广泛关注。在InP合成中，现有技术存在发光半峰宽宽、量子效率低、稳定性弱等缺点。由于InP化合物更多的共价键性质，其成核均一度较差，量子点尺寸分布较宽。InP表面悬键和缺陷较多，严重影响了其发光性能，一般需要包覆ZnSe和ZnS材料，形成核壳结构以钝化量子点表面，提高发光效率。然而本征InP晶格与ZnSe或ZnS有较大的不匹配度，导致外延生长困难，包覆层厚度较小，稳定性较弱。在InP核制备中引入第三种元素M，形成掺杂型InP结构，是解决上述问题的可能方案。如US20140117292公开的技术方案，采用先将铟前体、锌前体与溶剂混合后，在高温下注入磷前体及配体混合物，形成InZnP量子点。在上述方案中，由于磷前体活性较高，较易与铟前体直接结合，在高温下InP成核快速进行。M难以有效参与到成核过程，无法起到调节反应活性和晶格结构的作用，导致量子点的尺寸分布难以优化，且后续包覆难度较大。虽然现有技术对InP量子点的性能提升起到一定作用，但是仍有很大的改进空间，以提高InP基量子点在显示、照明、生物等领域的应用前景。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种InP基合金量子点的制备方法及量子点、器件及组合物，以解决现有技术中量子点的半峰宽宽、量子效率低、稳定性弱等问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种InP基合金量子点的制备方法，该InP基合金量子点的制备方法，包括以下步骤：1)将M前体与磷前体、可选的第一配体、第一溶剂的混合物在第一温度下反应，形成M-P复合物溶液；2)将上述M-P复合物溶液与铟前体、可选的第二配体、第二溶剂的混合物在第二温度下反应，得到含InMP合金量子点的溶液，上述InMP合金量子点，即为InP基合金量子点，其中，上述M前体的M元素为Al、Zr、Ni、Ga、Fe、Co、V、Ti、Mg、Mn、Cr、Sn中的一种或多种。进一步地，在第三温度下，向上述含InMP合金量子点的溶液中加入II族阳离子前体、VI族阴离子前体以生长量子点壳层，得到含具有壳层的InMP合金量子点的溶液。进一步地，上述II族阳离子前体选自十四酸锌、十六酸锌、十八酸锌、油酸锌、碱式碳酸锌、醋酸锌、丙酸锌中的一种或多种。进一步地，上述VI族阴离子前体选自硒-三辛基膦、硒-三丁基膦、硒-十八碳烯、硒-三苯基膦、硒-三甲基硅、硫-三辛基膦、硫-三丁基膦、硫-十八碳烯、硫-三苯基膦、硫-三辛胺、硫化铵、硫-三甲基硅、辛硫醇、己硫醇、癸硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇中的一种或多种。进一步地，上述M前体选自含M元素的十酸盐、十二酸盐、十四酸盐、十六酸盐、十八酸盐、油酸盐、异丙醇盐、氯化物、溴化物、氟化物、碘化物中的一种或多种。进一步地，上述磷前体选自三(三甲基硅)膦、三(三乙基硅)膦、三(三苯基硅)膦、三(二甲基胺)膦、三(二乙基胺)膦中的一种或多种，第一配体选自油胺、三辛胺、三辛基膦、三丁基膦、三苯基膦、二辛胺、辛胺、十二胺、十六胺中的一种或多种，第一溶剂选自异三十烷、十八碳烯、二苯醚、石蜡油中的一种或多种。进一步地，上述铟前体选自醋酸铟、氯化铟、十四酸铟、乙酰丙酮铟中的一种或多种，第二配体选自十酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、油酸中的一种或多种，第二溶剂选自异三十烷、十八碳烯、二苯醚、石蜡油中的一种或多种。进一步地，上述M前体与磷前体中M元素和P元素的摩尔比为1:10～10:1，上述M-P复合物溶液与铟前体中M元素和In元素的摩尔比为1:10～10:1。进一步地，上述InMP合金量子点中M元素质量分数为1～30％。进一步地，上述第一温度范围为50～200℃，上述第二温度范围为180～310℃，上述第三温度范围为150～310℃。根据本申请的另一方面，本申请还提供了一种InP基合金量子点，通过上述任一上述方法制备的InP基合金量子点。进一步地，上述器件包括上述的InP基合金量子点。进一步地，上述组合物包括上述的InP基合金量子点。本申请的有益效果：(1)本申请的InP基合金量子点合成方案中，预先形成M-P复合物结构，可有效调控磷前体的活性，使得InP的成核和生长更加缓慢均一。磷前体在反应中保持较高浓度，限制了奥斯特瓦尔德熟化过程，从而抑制量子点的尺寸分布宽化，有利于提高量子点的尺寸均一度。(2)本申请的M-P复合物也使得在InP成核中有更多的M元素参与，M元素有效掺入InP晶格中，形成InMP合金结构。InMP合金结构有效调控InP晶格，使之与ZnSe、ZnS等包覆层更加匹配，包覆中外延生长更加均匀和有效，增大包覆厚度。(3)本申请制备的InP基合金量子点，具备发光半峰宽更窄、量子效率更高、包覆效果更好、稳定性更强的特性。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本申请作进一步详细的说明。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1的紫外可见吸收光谱和荧光光谱图；图2示出了本申请实施例1的电镜图。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。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中的术语“第一”、“第二”“第三”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数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，所述InP基合金量子点的制备方法，包括以下步骤：1)将M前体与磷前体、可选的第一配体、第一溶剂的混合物在第一温度下反应，形成M‑P复合物溶液；2)将所述M‑P复合物溶液与铟前体、可选的第二配体、第二溶剂的混合物在第二温度下反应，得到含InMP合金量子点的溶液。其中，所述M前体的M元素选自Al、Zr、Ni、Ga、Fe、Co、V、Ti、Mg、Mn、Cr、Sn中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，所述InP基合金量子点的制备方法，包括以下步骤：1)将M前体与磷前体、可选的第一配体、第一溶剂的混合物在第一温度下反应，形成M-P复合物溶液；2)将所述M-P复合物溶液与铟前体、可选的第二配体、第二溶剂的混合物在第二温度下反应，得到含InMP合金量子点的溶液。其中，所述M前体的M元素选自Al、Zr、Ni、Ga、Fe、Co、V、Ti、Mg、Mn、Cr、Sn中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：在第三温度下，向所述含InMP合金量子点的溶液中加入II族阳离子前体、VI族阴离子前体以生长量子点壳层，得到含具有壳层的InMP合金量子点的溶液。3.根据权利要求2所述的InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，所述II族阳离子前体选自十四酸锌、十六酸锌、十八酸锌、油酸锌、碱式碳酸锌、醋酸锌、丙酸锌中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，所述VI族阴离子前体选自硒-三辛基膦、硒-三丁基膦、硒-十八碳烯、硒-三苯基膦、硒-三甲基硅、硫-三辛基膦、硫-三丁基膦、硫-十八碳烯、硫-三苯基膦、硫-三辛胺、硫化铵、硫-三甲基硅、辛硫醇、己硫醇、癸硫醇、十二烷基硫醇、十六烷基硫醇中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，所述M前体选自含M元素的十酸盐、十二酸盐、十四酸盐、十六酸盐、十八酸盐、油酸盐、异丙醇盐、氯化物、溴化物、氟化物、碘化物中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的InP基合金量子点的制备方法，其特征在于，所述磷前体选...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔培胜，高静，谢阳腊，余文华，汪均，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