核壳型量子点及核壳型量子点的制造方法技术

本发明专利技术为一种核壳型量子点，该核壳型量子点具备：由含有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】核壳型量子点及核壳型量子点的制造方法


[0001]本专利技术涉及核壳型量子点及核壳型量子点的制造方法
。

技术介绍

[0002]在半导体纳米颗粒单晶中，若晶体的尺寸为激子的玻尔半径以下，则会产生较强的量子限制效应
(quantum confinement effect)
，导致能级离散
。
能级取决于晶体的尺寸，因此光吸收波长或发光波长能够通过晶体尺寸进行调整
。
此外，因半导体纳米颗粒单晶的激子复合产生的发光通过量子限制效应而变得高效，而且其发光基本上为明线，因此若能够实现大小一致的粒度分布，则能够进行高亮度窄带的发光，因而受到瞩目
。
将这种因纳米颗粒中的较强的量子限制效应产生的现象称为量子尺寸效应，正在以将利用了其性质的半导体纳米晶体广泛地开发应用作量子点为目的进行研究
。
[0003]作为量子点的应用，对在显示器用荧光体材料中的利用进行了研究
。
若能够实现窄带高效率的发光，则能够表现出以现有技术无法再现的颜色，因此作为下一代的显示器材料受到瞩目
。
现有技术文献非专利文献
[0004]非专利文献1：
Nozik et al,Highly efficient band
‑
edge emission from InP quantum dots,Appl.Phys.Lett.68,3150(1996)
非专利文献2：
J.P.Park,J./>‑
J.Lee,S.
‑
W.Kim,Highly luminescent InP/GaP/ZnS QDs emitting in the entire colorrange via a heating up process,Sci.Rep.6:30094(2016)
非专利文献3：
Yang Li,Xiaoqi Hou,Xingliang Dai,Zhenlei Yao,Liulin Lv,Yizheng Jin,and Xiaogang Peng,Stoichiometry
‑
controlled InP
‑
based Quantum Dots:Synthesis,Photoluminescence,and Electroluminescence,J.Am.Chem.Soc.2019,141,6448
‑
6452

技术实现思路

本专利技术要解决的技术问题
[0005]虽然已经研究了作为发光特性最好的量子点的
CdSe
，但因其高毒性导致使用受限，必须研究无
Cd
的材料
。
在此背景下，受瞩目的材料为将
InP
作为核的量子点
。CdSe
在被
MIT
的研究组报告出的3年后的
1996
年已确认到了可见光的发光
(
非专利文献
1)
，然后得知了其通过量子尺寸效应能够涵盖
RGB(
红：
λ
＝
630nm
，
1.97eV
，绿：
λ
＝
532nm
，蓝：
λ
＝
465nm)
，至今为止对其进行了潜心研究
。
[0006]然而，已知相较于
CdSe
，
InP
的光学特性差
。
其中的问题之一为改善
InP
量子点的量子产率
。
基本上，由于作为纳米尺寸的半导体晶体颗粒的量子点的表面极具活性
、
带隙小的核的反应性非常高，因此仅利用
CdSe
或
InP
等的核时，容易在晶体表面产生悬挂键等缺陷
。
因此，制造出了一种将带隙大于核
、
晶格失配小的半导体纳米晶体作为壳的核壳型半导体晶体颗粒
。
例如，
CdSe
类的量子点可以获得接近
100
％的量子产率
。
另一方面，虽然
InP
类的量子点同样也通过以壳进行包覆而改善量子产率，但量子产率却止步于
60
％～
80
％，希望进一步改善量子产率
。
此外，
CdSe
类的量子点的发光的半峰全宽
(FWHM)
低于
30nm
，能够实现显示器用途中所要求的鲜明的发光特性
。
另一方面，
InP
类的量子点的
FWHM
为
35nm
以上而较大，需要在改善量子产率的同时改善
FWHM。
[0007]作为
FWHM
变大的原因，可列举出相较于
CdSe
，
InP
的带隙变化相对于粒径变化较大，即使为与
CdSe
相同的粒度分布，其
FWHM
仍会变宽
。
这是由于相较于
CdSe
，有效质量较小的
InP
的带隙变化相对于粒径变大
。
[0008]因此，谋求一种有效质量大，且通过量子尺寸效应能够发出绿色
、
红色光的材料
。
作为其有力的量子点，存在一种将
ZnTe
与
ZnSe
或
ZnTe
与
ZnS
制成混晶的组成的半导体纳米颗粒
。ZnS、ZnSe
或
ZnTe
虽然可制作有效质量大
、
半峰全宽小的材料，但将其分别单独使用时无法发出绿色
、
红色的光
。
然而，若为
ZnTe
与
ZnSe
或
ZnTe
与
ZnS
的混晶，则能够引起较大的带隙弯曲
(bandgap bowing)
，发出绿色
、
红色的光，因此是半峰全宽窄的发光材料的有力候补
。
实际上，在非专利文献2中，得到了
535nm
的发光波长下的半峰全宽为
26nm
的材料，虽然能够期待良好的发光特性，但可列举出量子产率低的技术问题
。
[0009]另一方面，在非专利文献3中，使
ZnSe、ZnS
的壳层相对于
ZnSeTe
生长而成功得到了
80
％以上的高量子产率，但半峰全宽在
519nm
下为
45nm
而较大
。
作为其原因，可列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种核壳型量子点，其特征在于，所述核壳型量子点具备：由含有
S、Se
或
Te
中的至少一种与
Zn
的第
II
‑
VI
族元素构成的半导体纳米晶体核；及包覆所述半导体纳米晶体核且包含由第
II
‑
VI
族元素构成的单层或多层的壳层的半导体纳米晶体壳，所述壳层中的至少一层为含有
Mg
的壳层
。2.
根据权利要求1所述的核壳型量子点，其特征在于，所述半导体纳米晶体核由选自
ZnTe
x
Se1‑
x
或
ZnTe
y
S1‑
y
中的半导体纳米晶体或这些晶体的混晶构成
。3.
根据权利要求1或2所述的核壳型量子点，其特征在于，所述含有
Mg
的壳层由选自

【专利技术属性】
技术研发人员：青木伸司，鸢岛一也，野岛义弘，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：