黄红波段量子点、其合成方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种黄红波段量子点、其合成方法及其应用。该黄红波段量子点具有CdSe@CdZnSe/CdZnS的合金化结构或具有CdSe@CdZnSe/CdZnS/ZnS的合金化结构其中ZnS壳层为一层或多层，黄红波段量子点的荧光发射峰值波长在580nm～640nm。本申请的上述黄红波段量子点，由于具有合金化结构，因此该黄红波段量子点的耐光漂白且具有较好的空气稳定性，同时上述荧光发射峰波长可以通过控制Cd、Zn和Se的配比来实现。

Yellow red band quantum dots, their synthesis and Application

The invention provides a yellow red band quantum dot, a synthesis method thereof and an application thereof. The yellow red band QD has an alloy structure of CdSe @ cdznse / CdZnS or an alloy structure of CdSe @ cdznse / CdZnS / ZnS, wherein the ZnS shell is one or more layers, and the fluorescence emission peak wavelength of the yellow red band QD is 580nm ~ 640nm. The yellow red band quantum dot of the present application has an alloying structure, so the yellow red band quantum dot is resistant to light bleaching and has good air stability. At the same time, the wavelength of the fluorescence emission peak can be realized by controlling the ratio of CD, Zn and se.

【技术实现步骤摘要】
黄红波段量子点、其合成方法及其应用
本专利技术涉及量子点合成
，具体而言，涉及一种黄红波段量子点、其合成方法及其应用。
技术介绍
量子点(QuantumDot,QD)，即尺寸通常在1～100nm之间，且具有量子限域效应的半导体纳米晶体。由于其特殊的光学和光电性质，诸如极宽的吸收光谱，非常窄的发射光谱，很高的发光效率，通过调节量子点的大小来调节量子点的相应带隙，就能显著地调节其电学、光学特性等。量子点在发光元件或光电转换元件等多种元件中都有着广泛的应用前景，目前已经被应用于显示、照明、太阳能、防伪、生物荧光标记等诸多领域。其中，基于量子点的发光二极管(quantumdotlight-emittingdiodes,QLED)具有启亮电压低、发光单色性好、低能耗、发光颜色可通过量子点尺寸调节和低成本的溶液法制备等优点，在显示领域和固态照明领域具有巨大的应用潜力。其中，作为光源三原色的红、绿、蓝QLED中，红光QLED的研发成果作为突出，甚至已经能够接近商业化应用，这主要基于现有的文献报道，已经能够得到非常高光学质量(半峰宽25nm以下，量子效率90％以上)、无荧光闪烁的CdSe/CdS红光量子点。如Bawendi课题组以滴加硫醇和油酸镉的混合前体的方式，在310℃的反应温度下，通过硫醇分解出的S与油酸镉中的Cd作为包覆前体，在CdSe核的表面结合形成CdS壳层的均匀包覆，得到了约7层CdS厚度的高光学质量的CdSe/CdS量子点；Peng课题组将所需壳层的厚度进一步降低，只需要4层CdS厚度就可以非常好的抑制荧光闪烁，他们选取二乙氨基二硫代甲酸镉(Cd(DDTC)2)的胺溶液作为单分子前体，在较为温和的反应温度下(160-180℃)，通过连续多层包覆法(successiveionlayerabsorptionandreactiontechnique，简称SILAR法)，得到了从4层到16层的一整套的CdSe/CdS红光量子点系列，以此类量子点为基础所构建的红色量子点发光二极管(R-QLED)的外量子效率(EQE)高达20.5％，且在100cdm-2亮度下的寿命也能达到100,000小时以上，已经能够满足商业化照明及显示的行业要求。然而，上述用于红光QLED的量子点存在着两点弊端：1)合成步骤较为繁琐，不易于放大化生产，从而限制了其在大规模商业化应用的前景；2)由于CdS壳层易被光漂白，量子点自身在空气中的稳定性比较差，从而无法直接用于空气中制备QLED，极大地增加了QLED对设备的要求和成本。在现有文献报道中，为了实现耐光漂白，高空气稳定性的量子点的合成，比较普遍的方式有以下两种：1)采用一锅法的方式，直接合成合金结构的量子点，如2013年Ho等人采用具有化学成分梯度的绿光CdSe@ZnS合金量子点，通过对空穴传输层掺杂制备出最大亮度为44000cdm-2，最大电流效率为12cdA-1的QLED；2)通过在壳层中引入一定厚度的CdS或者CdZnS作为过渡层，再在此基础上包覆ZnS来合成多壳层核壳结构量子点，如Talapin课题组所开发的CdSe/CdS/ZnS量子点，以及Peng课题组所开发的CdSe/ZnCd0.5S0.5/ZnS量子点。其中，合金量子点由于合成步骤简单，易于放大化生产，尺寸形貌可控，高光学质量等优点，近几年来受到了广泛的关注。但现有技术中所合成的合金量子点，发光波长主要集中在510～540nm波段之间(绿光波段)，高光学质量的580～640nm波段之间(黄光-红光波段)合金量子点并无相关的报道。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种黄红波段量子点、其合成方法及其应用，以解决现有技术中的黄红波段量子点不耐光漂白、空气稳定性差的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种黄红波段量子点，该黄红波段量子点具有CdSe@CdZnSe/CdZnS的合金化结构或具有CdSe@CdZnSe/CdZnS/ZnS的合金化结构其中ZnS壳层为一层或多层，黄红波段量子点的荧光发射峰值波长在580nm～640nm。进一步地，上述黄红波段量子点的半峰宽25nm以下，量子效率85％以上，优选ZnS壳层的数量为1～5。根据本专利技术的另一方面，提供了一种黄红波段量子点的合成方法，该合成方法包括：步骤S1，提供含CdSe量子点核的第一溶液；步骤S2，将第一溶液与第一镉前体、第一锌前体混合形成第一反应体系，将第一反应体系并加热至第一温度后，向第一反应体系中注入硒前体，以在CdSe量子点核上包覆CdZnSe合金化壳层，提纯后得到合金化的CdSe@CdZnSe的第二溶液；步骤S3，将第二溶液与第二镉前体、第二锌前体混合形成第二反应体系，将第二反应体系加热至第二温度后，向第二反应体系中注入第一硫前体，以在CdZnSe合金化壳层上包覆CdZnS合金化壳层，提纯后得到合金化的CdSe@CdZnSe/CdZnS量子点的第三溶液；以及可选的步骤S4，将第三溶液与第三锌前体混合形成第三反应体系，将第三反应体系加热至第三温度后，向第三反应体系中注入第二硫前体，以在CdZnS合金化壳层上包覆ZnS壳层，提纯后得到合金化的CdSe@CdZnSe/CdZnS/ZnS量子点。进一步地，上述第一溶液的溶剂为第一非配位溶剂，优选CdSe量子点核具有第一配体。进一步地，上述步骤S2包括：提供含有第一镉前体、第一锌前体、第二配体的第一混合液，优选第一混合液的溶剂为第二非配位溶剂，优选第二配体和第一配体相同，进一步优选第二非配位溶剂和第一非配位溶剂相同；将第一溶液与第一混合液混合并加热至250～320℃形成第一反应体系，优选加热至280～310℃；向第一反应体系中加入硒前体，在CdSe量子点核上包覆CdZnSe合金化壳层，得到含CdSe@CdZnSe的第一产物体系。进一步地，上述步骤S2还包括：对第一产物体系进行提纯，得到纯化的CdSe@CdZnSe合金量子点；将合金量子点分散于第三非配位溶剂中，得到含CdSe@CdZnSe的第二溶液，优选第三非配位溶剂和第一非配位溶剂相同。进一步地，上述步骤S3包括：提供含有第二镉前体、第二锌前体、第三配体的第二混合液，优选第二混合液的溶剂为第四非配位溶剂，优选第三配体和第一配体相同，进一步优选第四非配位溶剂和第一非配位溶剂相同；将第二溶液与第二混合液混合并加热至250～320℃形成第二反应体系，优选加热至280～310℃；向第二反应体系中加入第一硫前体，保温在CdSe@CdZnSe上包覆CdZnS合金化壳层，得到含有合金化的CdSe@CdZnSe/CdZnS的第二产物体系。进一步地，上述步骤S3还包括对第二产物体系进行提纯，得到纯化的CdSe@CdZnSe/CdZnS合金量子点的第三溶液。进一步地，上述步骤S4包括：提供含有第三锌前体、第四配体的第三混合液，优选第三混合液的溶剂为第五非配位溶剂，优选第四配体和第一配体相同，进一步优选第五非配位溶剂和第一非配位溶剂相同；将第二溶液与第三混合液混合并加热至250～320℃形成第三反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黄红波段量子点，其特征在于，所述黄红波段量子点具有CdSe@CdZnSe/CdZnS的合金化结构或具有CdSe@CdZnSe/CdZnS/ZnS的合金化结构，其中所述ZnS壳层为一层或多层，所述黄红波段量子点的荧光发射峰值波长在580nm～640nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种黄红波段量子点，其特征在于，所述黄红波段量子点具有CdSe@CdZnSe/CdZnS的合金化结构或具有CdSe@CdZnSe/CdZnS/ZnS的合金化结构，其中所述ZnS壳层为一层或多层，所述黄红波段量子点的荧光发射峰值波长在580nm～640nm。


2.根据权利要求1所述的黄红波段量子点，其特征在于，所述黄红波段量子点的半峰宽25nm以下，量子效率85％以上，优选所述ZnS壳层的数量为1～5。


3.一种黄红波段量子点的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：
步骤S1，提供含CdSe量子点核的第一溶液；
步骤S2，将所述第一溶液与第一镉前体、第一锌前体混合形成第一反应体系，将所述第一反应体系并加热至第一温度后，向所述第一反应体系中注入硒前体，以在所述CdSe量子点核上包覆CdZnSe合金化壳层，提纯后得到合金化的CdSe@CdZnSe的第二溶液；
步骤S3，将所述第二溶液与第二镉前体、第二锌前体混合形成第二反应体系，将所述第二反应体系加热至第二温度后，向所述第二反应体系中注入第一硫前体，以在所述CdZnSe合金化壳层上包覆CdZnS合金化壳层，提纯后得到合金化的CdSe@CdZnSe/CdZnS量子点的第三溶液；以及
可选的步骤S4，将所述第三溶液与第三锌前体混合形成第三反应体系，将所述第三反应体系加热至第三温度后，向所述第三反应体系中注入第二硫前体，以在所述CdZnS合金化壳层上包覆ZnS壳层，提纯后得到合金化的CdSe@CdZnSe/CdZnS/ZnS量子点。


4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于，所述第一溶液的溶剂为第一非配位溶剂，优选所述CdSe量子点核具有第一配体。


5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
提供含有所述第一镉前体、所述第一锌前体、第二配体的第一混合液，优选所述第一混合液的溶剂为第二非配位溶剂，优选所述第二配体和所述第一配体相同，进一步优选所述第二非配位溶剂和所述第一非配位溶剂相同；
将所述第一溶液与所述第一混合液混合并加热至250～320℃形成第一反应体系，优选加热至280～310℃；
向所述第一反应体系中加入所述硒前体，在所述CdSe量子点核上包覆CdZnSe合金化壳层，得到含CdSe@CdZnSe的第一产物体系。


6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
对所述第一产物体系进行提纯，得到纯化的CdSe@CdZnSe合金量子点；
将所述合金量子点分散于第三非配位溶剂中，得到含CdSe@CdZnSe的第二溶液，优选所述第三非配位溶剂和所述第一非配位溶剂相同。


7.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
提供含有所述第二镉前体、所述第二锌前体、第三配体的第二混合液，优选所述第二混合液的溶剂为第四非配位溶剂，优选所述第三配体和所述第一配体相同，进一步优选所述第四非配位溶剂和所述第一非配位溶剂相同；
将所述第二溶液与所述第二混合液混合并加热至250～...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小朋，邵蕾，谢阳腊，
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