一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，特別涉及一種CdSe/CdS/ZnS核殼結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)，屬于納米半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點(diǎn)又稱(chēng)為半導(dǎo)體納米晶，尺寸一般在2?10nm，是零維納米材料，它在三個(gè)維度上的尺寸都與電子平均自由程相近，具有獨(dú)特的分立能級(jí)體系，因此又被稱(chēng)為人造原子。量子點(diǎn)具有激發(fā)光譜寬、發(fā)射波譜對(duì)稱(chēng)分布且寬度窄、顏色可調(diào)、光化學(xué)穩(wěn)定性高等光譜特征。由于量子點(diǎn)具有強(qiáng)烈的尺寸依賴(lài)性，所以，隨著量子點(diǎn)尺寸的減小，顆粒的吸收和熒光光譜會(huì)發(fā)生相應(yīng)的藍(lán)移。量子點(diǎn)具有較高的比表面，對(duì)其顆粒結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)有明顯的影響。通過(guò)包裹寬帶隙的殼層材料能增加量子點(diǎn)的抗氧化性，并能提高量子產(chǎn)率，近年來(lái)，核殼型的量子點(diǎn)的研發(fā)也得到了極大的發(fā)展，如CdSe/ZnS，CdSe/ZnSe，CdSe/CdS等等。作為一種可見(jiàn)光發(fā)光納米材料，早在1994年，其在電光器件上的應(yīng)用就開(kāi)始被關(guān)注。經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展，現(xiàn)在基于量子點(diǎn)電致發(fā)光的LED—般采用“三明治”夾心結(jié)構(gòu)，即量子點(diǎn)發(fā)光層在電子傳導(dǎo)層與空穴傳導(dǎo)層之間。合成量子點(diǎn)的方法有多種，其中主要有金屬有機(jī)化學(xué)法和直接水相合成法。由于利用量子點(diǎn)電致發(fā)光量子轉(zhuǎn)換效率低，因此用金屬有機(jī)化學(xué)法可以合成較尚量子產(chǎn)率的量子點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)的問(wèn)題是提供一種可以合成較高量子產(chǎn)率的量子點(diǎn)的制備方法。
[0004]本發(fā)明進(jìn)行深入、詳細(xì)地研究，解決了上述的技術(shù)問(wèn)題。具體方案如下:
[0005]—種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于所述量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為“三明治”夾心結(jié)構(gòu)，即CdS為連接層，連接核CdSe和殼ZnS。
[0006]所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007]①通過(guò)在一定溫度的氬氣中將5mmol純度為99.9%的CdO溶解于25mmol的純度為99%的LA和8mmol純度為95%的HDA混合液中制備出Cd前驅(qū)體；
[0008]②將5mmol的Se粉溶于6.5mmol純度為90%的TOP中制備出Se前驅(qū)體；
[0009]③將步驟②得到的產(chǎn)物注入到步驟①得到的產(chǎn)物中形成CdSe納米晶體，并且溫度降到280°C以下，得到的產(chǎn)物通過(guò)熱甲醇進(jìn)行洗滌；
[0010]④將Cd(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe納米晶體，保持混合物在不高于40°C的溫度中回流制備出CdSe/CdS納米晶體；
[0011]⑤將Ζη(αΜΧ)0)2和Na2S(9H20)交替注入步驟④所得產(chǎn)物中，保持混合物在不高于40°C的溫度中回流制備出CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)；
[0012]所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:步驟①中的反應(yīng)溫度為300°C以下。
[0013]所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:步驟③中CdSe納米晶體的大小通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行改變；
[0014]所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:步驟④和⑤中的回流時(shí)間為100分鐘。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017]1、與不加修飾的CdSe量子點(diǎn)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的量子產(chǎn)率超過(guò)44%。
[0018]2、該CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)在吸收光譜為400?520nm間的寬帶狀光譜，吸收光譜的峰值波長(zhǎng)為465nm附近，在460nm紫外光激發(fā)下，由于量子點(diǎn)的尺寸依賴(lài)性，其發(fā)射光譜是位于380-620nm的寬帶狀光譜，并且穩(wěn)定性好。
[0019]3、與CdSe/CdS量子點(diǎn)相比，本發(fā)明將CdS作為媒介，連接核CdSe和殼CdS，減少了晶格不匹配度，提高了光致發(fā)光效率。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1CdSe量子點(diǎn)加不同外殼的的吸收光譜圖。
[0021]圖2本發(fā)明制備的不同尺寸的量子點(diǎn)樣品的發(fā)光光譜圖(激發(fā)波長(zhǎng)為450nm)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方案。
[0023]首先，通過(guò)在不高于300°C的氬氣中將5mmol純度為99.9%的CdO溶解于25mmol的純度為99 %的LA和8mmo 1純度為95 %的HDA溶液中制備出Cd前驅(qū)體。再將5mmo 1的砸粉溶于6.5mmol純度為90%的TOP中制備出Se前驅(qū)體。隨后將Se前驅(qū)體注入Cd前驅(qū)體中得到CdSe納米晶體，此時(shí)溫度降到280°C以下，得到的產(chǎn)物通過(guò)熱甲醇進(jìn)行洗滌。隨后將Cd(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe納米晶體，保持混合物在低于40°C的反應(yīng)環(huán)境中回流100分鐘制備出CdSe/CdS納米晶體。最后再將Zn(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe/CdS納米晶體中，保持混合物在低于40°C反應(yīng)環(huán)境中回流100分鐘制備出CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)。
[0024]參見(jiàn)附圖1它是本實(shí)施實(shí)例制備的CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)樣品和CdSe量子點(diǎn)、CdSe/CdS量子點(diǎn)、CdSe/ZnS量子點(diǎn)的吸收光譜圖，由圖可以看出四種量子點(diǎn)的吸收光譜峰值分別為465nm、450nm、445nm、444nm，CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)可以有效的吸收近紫外光到藍(lán)光(400-520nm)。
[0025]參見(jiàn)附圖2它是本實(shí)施實(shí)例制備的不同尺寸的CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)樣品在460nm的激發(fā)波長(zhǎng)下的光致發(fā)光光譜，從左到右量子點(diǎn)的尺寸分別為2.5nm，2.7nm，3.0nm，3.4nm，4.7歷和5.8歷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于所述量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)為“三明治”夾心結(jié)構(gòu)，即CdS為連接層，連接核CdSe和殼ZnS。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于包括以下步驟: ①通過(guò)在一定溫度的氬氣中將5mmol純度為99.9%的CdO溶解于25mmol的純度為99%的LA和8mmo 1純度為95 %的HDA混合液中制備出Cd前驅(qū)體； ②將5mmol的Se粉溶于6.5mmol純度為90%的TOP中制備出Se前驅(qū)體； ③將步驟②得到的產(chǎn)物注入到步驟①得到的產(chǎn)物中形成CdSe納米晶體，并且溫度降到280°C以下，得到的產(chǎn)物通過(guò)熱甲醇進(jìn)行洗滌； ④將Cd(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe納米晶體，保持混合物在不高于40°C的溫度中回流制備出CdSe/CdS納米晶體； ⑤將Zn(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入步驟④所得產(chǎn)物中，保持混合物在不高于40°C的溫度中回流制備出CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:步驟①中的反應(yīng)溫度為300°C以下。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:步驟③中CdSe納米晶體的大小通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行改變。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于:步驟④和⑤中的回流時(shí)間為100分鐘。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于納米半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)的制備方法。所述的CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)，中間殼層CdS作為晶格常數(shù)適應(yīng)層來(lái)提高核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的表面特性，從而提高發(fā)光效率。由于高達(dá)44％的量子產(chǎn)率，CdSe/CdS/ZnS量子點(diǎn)具有很高的發(fā)光效率。而且通過(guò)調(diào)節(jié)量子點(diǎn)的尺寸，可以使其發(fā)射光譜從380nm到620nm。其制備方法簡(jiǎn)單，易于操作，節(jié)能省時(shí)，在固體照明領(lǐng)域具有極好的應(yīng)用前景。
【IPC分類(lèi)】B82Y40/00, C09K11/02, C09K11/88, B82Y20/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105462575
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610027909
【發(fā)明人】沈常宇, 包立峰, 劉澤旭
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日