一种自钝化量子点及其制备方法_2

文档序号:9904241阅读:来源:国知局
氧气对量子点的侵蚀,其光稳定性显著提高。
【附图说明】
[0045]图1为铝掺杂CdS/CdS核壳结构量子点TEM照片;
[0046]图2为铝掺杂CIS/ZnS核壳结构量子点TEM照片;
[0047]图3为铝掺杂CdSe/CdS核壳结构量子点荧光稳定性;
[0048]图4为铝掺杂CdSe/CdS核壳结构量子点荧光稳定性。
【具体实施方式】
[0049]—种自钝化量子点的制备方法,采用以下步骤:
[0050](I)将量子点核、溶剂加入反应容器,控制温度为100_120°C,抽真空30-50分钟;
[0051](2)向反应容器中充入惰性气体,升温到230-280 °C ;
[0052](3)米用注射反应法,每小时包覆材料前驱体溶液的注入量为量子点核的I倍或2倍,将包覆材料前驱体溶液注入反应容器对量子点核进行包覆,得到自钝化量子点;
[0053]其中,如果量子点核为进行M(M = Al、Zr、Fe、T1、Cr、Ta、S1、Ni)掺杂的量子点核或未进行M掺杂的量子点核,在对量子点进行包覆时,包覆材料前驱体溶液中含有M前驱体或不含有M前驱体,如果量子点核为未进行M掺杂的量子点核,包覆材料前驱体溶液中含有M前驱体,这样就能够保证量子点中有M进行掺杂,自钝化量子点中M含量为0.l-40wt%。
[0054]量子点核,可以为二元结构量子点、三元结构量子点或四元结构量子点,其中,二元结构量子点为AX,A为镉、锌、萊、铅、锡、镓、铟、妈、钡或铜,X为硫、砸、氮、磷、砷、碲或铺,三元结构量子点为A1A2X,其中A2为镉、锌、萊、铅、锡、镓、铟、I丐、钡或铜,X为硫、砸、氮、磷、砷、碲或铺,四元结构量子点为A1A2A3X,其中A。A2、A3为镉、锌、萊、铅、锡、镓、铟、I丐、钡或铜,X为硫、砸、磷、砷、碲或锑。包覆材料以I1-V1、I1- V、II1- VKII1- V、IV-V1、I1-1V - V、I1-1V - VI族半导体材料为主体,包括砸化镉、砸化锌、砸化汞、硫化镉、硫化锌、硫化萊、碲化镉、碲化锌、碲化镉、氮化铟、氮化镓、磷化镓、铺化镓、铟镓磷、锌镉砸或镉锌硫。在量子点核外包覆2-20层。
[0055]当量子点核为量子点砸化镉(CdSe),可以采用高温注射法制备得到,制备步骤如下:
[0056](I)将16mmol氧化镉、16ml油酸和40ml十八烯在反应器中混合,在100_120°C下抽真空30-50分钟;
[0057](2)向反应器中充入氮气并升温至280-300°C,当溶液变为澄清时,降温至270°C ;
[0058](3)将8mmol三正辛基膦-砸溶液快速注入反应器中,降温至240 °C,反应3_5分钟,清洗得到CdSe量子点。
[0059]当自钝化量子点核为M掺杂二元结构量子点砸化镉(CdSe)时,可以采用高温注射法制备得到,制备步骤如下:
[0060](I)将16mmol氧化锦、16ml油酸、1.6mmol异丙醇M和40ml十八稀加入反应器中,100-120°C下,抽真空30-50分钟;
[0061](2)反应器中充入氮气并升温至280-300°C,溶液变为澄清时,降温至270°C ;
[0062](3)将8mmol三正辛基膦-砸溶液快速注入反应器中,降温至240 °C,反应3_5分钟,清洗得到M掺杂二元结构量子点砸化镉(CdSe)。
[0063]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0064]实施例1
[0065]铝掺杂砸化镉(CdSe)/硫化镉(CdS)核壳结构量子点的制备
[0066]CdSe核量子点的制备:将16mmol氧化镉、16ml油酸和40ml十八烯加入三颈烧瓶中,120°C下,抽真空30分钟,随后在氮气气氛下升温至290°C,当溶液变为澄清时,降温至2700C。然后将8mmol三正辛基膦一砸溶液快速注入三颈烧瓶中,并降温至240°C,反应3分钟。反应结束后,清洗CdSe量子点,并作为核量子点储备液。
[0067]将0.1mmolCdSe储备液、20ml十八烯加入10ml三颈烧瓶中。120°C下,抽真空30分钟。随后在氮气气氛下升温至280°C。在230°C时,启动微量注射栗,将铝与硫前驱体溶液、油酸镉溶液注入烧瓶中,调节注射栗参数,使得每小时生成的CdS为CdSe摩尔量的2倍。整个反应中,注入铝的摩尔量为CdS中Cd的0.5-2倍。图1所示为铝掺杂CdSe/CdS核壳量子点的TEM图,从图中可以看出,制备的铝掺杂CdSe/CdS核壳量子点其结构接近于球形规整,且量子点尺寸分布较均匀。
[0068]实施例2
[0069]铝掺杂铜铟硫(CIS)/硫化锌(ZnS)核壳结构量子点的制备
[0070]CIS核量子点的制备:将0.5032mmol碘化亚铜、0.5497mmol醋酸铟、60ml正十二硫醇、40ml十八烯、0.5ml油胺,置于250mL三口烧瓶。充入氮气20min后,温度加热至100°C后维持I小时,直至烧瓶中溶液变得澄清透明。随后以13°c /min的速率升温至230°C,开始计时,Ih后停止反应,冷却,并作为核量子点储备液。
[0071]将0.1mmol CIS储备液、20ml十八烯加入10ml三颈烧瓶中。120°C下,抽真空30分钟。随后在氮气气氛下升温至230°C,启动微量注射栗,将铝与硫前驱体溶液、油酸锌溶液注入烧瓶中,调节注射栗参数,使得每小时生成的ZnS为CIS摩尔量的2倍。整个反应中,注入铝的摩尔量为Zn的0.5-2倍。图2所示为铝掺杂CIS/ZnS核壳量子点的TEM图,从图中可以看出,制备的铝掺杂CIS/ZnS核壳量子点其结构规整,且量子点尺寸分布较均匀。
[0072]实施例3
[0073]Cr掺杂磷化铟(InP) /硫化锌(ZnS)核壳结构量子点的制备
[0074]磷化铟核量子点的制备:将0.2mmol醋酸铟、8ml十八稀、0.6mmol十四酸,置于10mL三口烧瓶。充入氮气20min后,温度加热至100°C后维持I小时,直至烧瓶中溶液变得澄清透明。随后以13°C /min的速率升温至270°C,然后将0.1mmol三(三甲基硅烷基)膦溶液快速注入三颈烧瓶中,并降温至250°C,反应20分钟。反应结束后,清洗磷化铟量子点,并作为核量子点储备液。
[0075]将0.1mmol InP核量子点储备液、20ml十八烯加入10ml三颈烧瓶中。120°C下,抽真空30分钟。随后在氮气气氛下升温至230°C,启动微量注射栗,将Cr与硫前驱体溶液、油酸锌溶液注入烧瓶中,调节注射栗参数,使得每小时生成的ZnS为InP摩尔量的2倍。整个反应中,注入Cr的摩尔量为Zn的0.5-2倍。制备的Cr掺杂InP/ZnS核壳量子点其结构规整,且量子点尺寸分布较均匀。
[0076]实施例4
[0077]铝掺杂CdSe/CdS核壳结构量子点光稳定性测试
[0078]配置450nm处吸光度为0.1且包覆层数相同的CdSe/CdS量子点、铝掺杂CdSe/CdS量子点甲苯溶液,在密闭测试瓶中分别加入相同体积的溶液,将其置于0.2A、50V(10W,能量密度为0.35W/cm2)的蓝光平面光源(450nm,Philips)下,每隔一段时间后取出定量样品,测试其荧光光谱并积分得到相应的荧光峰积分面积,以此积分面积与初始荧光峰积分面积之比做出强度-时间衰减曲线。图3所示为CdSe/CdS核壳量子点不同铝、镉摩尔比时的光衰减图。由图可知,与未掺杂的CdSe/CdS量子点相比,在不同铝与镉摩尔比的条件下,铝掺杂CdSe/CdS量子点的稳定性均得到提高;并且铝与镉摩尔比为0.5:1时,铝掺杂CdSe/CdS量子点的稳定性最好。
[0079]实施例5
[0080]铝掺杂CIS/ZnS核壳结构量子点光稳定性测试
[0081]配置450nm处吸光度为0.1且包覆层数相同的CIS/ZnS量子点、铝掺杂CIS/ZnS量子点甲苯溶液,在密闭测试瓶中分别加入相同体积的溶液,将其置于0.2A、50V(10W,能量密度为0.35W/cm2)的蓝光平面光源(450nm,Philips)下,每隔一段时间后取出定量样品,测试其荧光光谱并积分得到相应的荧光峰积分面积,以此积分面积与初始荧光峰积分面积之比做出强度-时间衰减曲线。图4所示为CIS/ZnS核壳量子点不同铝、锌摩尔比时的光衰减图。由图可知,与未掺杂的CIS/ZnS量子点相比,在不同铝与锌摩尔比的条件下
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