一种颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种颗粒及其制备方法，所述颗粒包括核和包覆所述核的壳层，其中，所述核为第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点，所述壳层材料的禁带宽度大于所述核的材料的禁带宽度。采用该方法制备得到的颗粒作为发光层材料，可以解决在示器件工作过程中，减少由于能量传递和再吸收导致的荧光猝灭，发光效率偏低，器件稳定较差的问题等问题。该发明专利技术方法易于制备，重复性好，可较好的克服器件工作中温度升高导致显示器件发光猝灭的问题。

A particle and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒及其制备方法
本专利技术涉及量子点发光领域，尤其涉及一种颗粒及其制备方法。
技术介绍
近几年来，钙钛矿量子点由于具有尺寸、组分可调谐的光电子性质和可溶液加工等优点，发展十分迅猛，已经成为“量子点家族”中的不可或缺的新成员。钙钛矿量子点材料生物化学性能上也有着无可比拟的特性：如良好的生物兼容性，低细胞毒性。这些优越的性质使得钙钛矿量子点材料在显示、照明、光学检测等领域中具有广泛应用前景。然而单纯以现阶段所合成出的钙钛矿量子点做成显示器件后，在高温工作环境中会使量子点内部载流子运动速率变慢，从而被钙钛矿量子点表面缺陷态大量俘获，因此普遍存在高温下量子发光效率偏低，器件遇高温后热稳定较差等缺点，影响其在显示器件中的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种颗粒及其制备方法，旨在解决钙钛矿量子点做成显示器件后，发光效率偏低，器件稳定较差的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术首先提供一种颗粒，包括核和包覆所述核的壳层，其中，所述核为第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点，所述壳层材料的禁带宽度大于所述核的材料的禁带宽度。本专利技术将第一过渡系d区金属离子掺杂到钙钛矿量子点核中，并且采用禁带宽度大于所述核材料的禁带宽度的材料作为壳层，一方面，第一过渡系d区金属离子掺杂到钙钛矿量子点核中，提高量子点内部载流子运动速率，减少由于能量传递和再吸收导致的荧光猝灭；另一方面采用壳层材料对钙钛矿量子点核进行包覆可以钝化钙钛矿量子点核表面缺陷，减少表面缺陷态对载流子的捕获；再一方面，采用禁带宽度更大的壳层材料对钙钛矿量子点核材料进行包覆，做为显示器件的发光材料，可以使量子点核中的载流子与壳层材料中的激子充分复合，提高发光效率；并且由于外壳层的带隙能量与第一过渡系d区金属离子内部的d-d跃迁的能量相差巨大产生大的斯托克斯位移,由此，可选择比发射峰波长低100-150nm的光作为激发，有效避免了激发光对发射信号的干扰，所得的发射光谱半峰宽较窄，色域宽，色纯度高。为实现本专利技术的目的，本专利技术还提供一种颗粒的制备方法，其中，包括如下步骤：提供钙钛矿量子点核；将所述钙钛矿量子点核与第一过渡系d区金属离子前驱体溶液混合，加热后制备得到第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点核；在所述第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点核表面生长壳层，得到所述颗粒。采用该方法制备得到的颗粒作为发光层材料，可以解决在示器件工作过程中，减少由于能量传递和再吸收导致的荧光猝灭，发光效率偏低，器件稳定较差的问题等问题。该专利技术方法易于制备，重复性好，可较好的克服器件工作中温度升高导致显示器件发光猝灭的问题。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。并且，在不冲突的情况下，本专利技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的实施例首先提供颗粒的制备方法，其中，包括如下步骤：S10提供钙钛矿量子点核；S20将所述钙钛矿量子点核与第一过渡系d区金属离子前驱体溶液混合，加热后制备得到第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点核；S30在所述第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点核表面生长壳层，得到所述颗粒。所述步骤S10中，所述钙钛矿量子点核可以采用常规方法制备得到，例如在一种具体的实施方式中，将IA族元素的卤化物和铅的卤化物以一定摩尔比例在研钵中混合，将混合好的固体粉末在磁力搅拌状态溶于一定体积的极性溶剂中，在磁力搅拌下，以一定速率用注射泵加入一定量的两种或两种以上表面配体溶液，在高温下200℃反应至溶液澄清，得到分散有所述钙钛矿量子点核的溶液。其中，所述IA族元素包括锂、钠、钾、铷、铯，优选钾元素；所述卤化物可以为氯化物、溴化物和碘中的一种或几种；所述IA族元素的卤化物与铅的卤化物混合的摩尔比范围为1:1~1:10；所述极性溶剂包括：N,N-二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、冰醋酸、甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、2-异丙醇、苯胺、乙腈、丙酮、吡啶、二氧六环、四氢呋喃、乙酸丁酯、2,6-二甲基-4-庚酮、双乙二醇二乙基醚、3,3-二甲基-2-丁酮、喹啉、六甲基磷酰胺等；磁力搅拌时间10~60分钟，磁力搅拌速度50~500rpm；表面配体可以选自：油胺、油酸、1-十八胺、三辛基膦、三丁基膦、三辛基氧化膦、正十二硫醇、二氢硫辛酸、二硫苏糖醇、聚乙二醇二氢硫辛酸酯、聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯、柠檬酸钠、明胶、聚醚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等。表面配体溶液优选油胺，滴加体积为极性溶剂体积的5~20%。表面配体溶液优选1-十八胺滴加体积为极性溶剂体积的1~10%，滴加速率范围0.1~0.8ml/min。本专利技术的钙钛矿量子点核可以为全无机钙钛矿量子点核也可以为有机无机钙钛矿量子点核。本专利技术的一种实施方式中，所述步骤S20中，第一过渡系d区金属离子前驱体溶液可以通过如下方法制备得到：S21提供脂肪酸的醇溶液，S22向所述脂肪酸的醇溶液中加入碱和第一过渡系d区金属盐，混合得到第一过渡系d区金属离子前驱体溶液。具体的，所述步骤S21包括：将脂肪酸溶解醇类溶剂中，优选的可以在空气氛围中加热至50-80℃使脂肪酸溶解。优选为碳原子大于8的脂肪酸，选择中长链脂肪酸的目的是使第一过渡系d区金属离子前驱体为长链的脂肪酸金属前驱体，在醇溶剂中更易于溶解和分散，从而在掺杂如量子点核的过程中，掺杂比例更加均衡。所述脂肪酸包括但不限于：辛酸、癸酸、硬脂酸、软脂酸、油酸、亚油酸，亚麻酸，优选硬脂酸；醇类溶剂包括但不限于：甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、辛醇、戊醇、己醇、庚醇、葵醇、乙二醇、丙三醇、丙二醇、季戊四醇、丙烯醇、乙烯醇，优选甲醇。具体的，所述步骤S22包括：待脂肪酸的醇溶液澄清透明后使溶液温度保持在40℃，将碱（例如四甲基氢氧化铵醇）加入上述脂肪酸的醇溶液中，继续搅拌30-60min后得混合溶液，将第一过渡系d区金属盐金属盐加入到混合溶液中混合得到所述第一过渡系d区金属离子前驱体溶液。所述第一过渡系d区金属离子包括：钪离子、钛离子、钒离子、铬离子、锰离子、铁离子或钴离子。优选为锰离子或铁离子。这是因为金属锰离子、铁离子具有封闭电子壳层3d5电子组态，这种电子组态对应于高能级自旋禁阻d-d跃迁，当有来自于壳层中的激子激发时，这个禁阻跃迁被破除而成为部分被允许的跃迁，因此外壳层的带隙能量与过渡金属内部d-d跃迁的能量相差巨大可产生大的斯托克斯位移,由此，可选择比发射峰波长低100-150nm的光作为激发，有效避免了激发光对发射信号的干扰，所得的发射光谱半峰宽较窄，色域宽，色纯度高。所述过渡金属盐包括但不限于：硫酸钒、硝酸钒、氯化钒、硫酸铬、硝酸铬、氯化铬、硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、硫酸钴、硝酸钴、氯化钴、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种颗粒，包括核和包覆所述核的壳层，其特征在于，所述核为第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点，所述壳层材料的禁带宽度大于所述核的材料的禁带宽度。

【技术特征摘要】
1.一种颗粒，包括核和包覆所述核的壳层，其特征在于，所述核为第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点，所述壳层材料的禁带宽度大于所述核的材料的禁带宽度。2.根据权利要求1所述的颗粒，其特征在于，所述第一过渡系d区金属离子为锰离子或铁离子。3.根据权利要求1所述的颗粒，其特征在于，所述核中，所述第一过渡系d区金属离子与钙钛矿量子点的摩尔百分比为20-35%。4.根据权利要求1所述的颗粒，其特征在于，所述壳层的材料为II-VI族半导体材料；所述壳层的厚度为6-12nm。5.一种颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供钙钛矿量子点核；将所述钙钛矿量子点核与第一过渡系d区金属离子前驱体溶液混合，加热后制备得到第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点核；在所述第一过渡系d区金属离子掺杂的钙钛矿量子点核表面生长壳层，得到所述颗粒。6.根据权利要求5所述颗粒的制备方法，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓承雨，杨一行，钱磊，谢相伟，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44