量子点及量子点-聚合物复合物的制作方法

本申请涉及纳米材料领域，尤其涉及一种量子点及量子点-聚合物复合物。

背景技术：

量子点是一种类型的具有若干纳米的尺寸的具有结晶结构的半导体材料，由于其极小的尺寸，量子点具有大的每单位体积的表面积并且可呈现量子限制效应，由此显示与具有相同组成的块体材料不同的物理和化学性质。与块体材料不同，量子点可具有被称作内在特性但是可通过改变其尺寸进行控制的物理特性。作为一种发光材料，量子点具有发射半峰宽小、发射峰峰值可控等优点，从而被广泛的应用和研究。

因此，开发提升量子点的光学性能比如量子效率、发光稳定性或者发射半峰宽等的技术对于量子点的发展至关重要。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种量子点，从而提升量子点的光学性能。

根据本申请的一个方面，提供一种量子点，所述量子点包括：核；以及设置在所述核上的壳；所述核包括铟、磷、锌，以及via族元素，所述核的尺寸不小于2.5纳米。量子点的核为由铟、磷、锌和至少一种via族元素四种以上元素构成的合金核，即量子点的发光中心不含有重金属元素。发明人发现，与单纯的由铟、磷两种元素构成的磷化铟核或者掺杂锌元素的磷化铟核相比，这种四种以上元素构成的合金核的尺寸更大，且发光效率更高。为了达到预定发射波长比如红光或者绿光，现有磷化铟量子点核的尺寸一般较小(比如小于2纳米)，而与现有技术完全不同，本申请中量子点核的尺寸不小于2.5纳米。

在一个实施例中，核的尺寸优选为2.5～4.5纳米。

在一个实施例中，via族元素包括硫或者硒。即核可能由铟、磷、锌和硫四种元素组成，或者由铟、磷、锌和硒四种元素组成，或者由铟、磷、锌和硒、硫五种元素组成，或者还包括其他元素掺杂的情况。

在一个实施例中，核中via族元素与磷的摩尔比在(1～4)：1。

在一个实施例中，核中锌与铟的摩尔比在(1～4)：1。

在一个实施例中，核中铟和磷的摩尔比为(0.8～1.2)：(0.8～1.2)。当铟和磷的摩尔比为约1:1最优。

在一个实施例中，壳为包括至少两个壳层的多层壳，邻近的两个层具有彼此不同的组成。即壳可以为双层壳，也可以为三层或者大于三层的壳层构成。

在一个实施例中，壳包括两个壳层，最外层的壳层为zns，靠近所述核的壳层为znses。

根据本申请的另一个方面，提供一种量子点-聚合物复合物，包括：聚合物基体；和分散在聚合物基体中的如上所述的量子点。

在一个实施例中，聚合物基体包括硫醇-烯树脂、(甲基)丙烯酸酯聚合物、氨基甲酸酯树脂、环氧树脂、乙烯基聚合物、有机硅树脂、或其组合。

有益效果：包括由铟、磷、锌，以及via族元素中至少四种元素构成的合金核的量子点具有更加小的半峰宽和更高的量子产率。

附图说明

图1是本申请一个示意性的实施例中量子点的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式，对本申请实施例中的技术方案进行详细地描述。应注意的是，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部实施方式。

图1是本申请一个示意性的实施例中量子点的结构示意图，量子点100包括核101，核101包括铟、磷、锌，以及via族元素；以及设置在核101上的壳102。

实施例1

量子点的核由铟、磷、锌，以及硫四种元素构成，量子点的壳为znse和zns构成的双壳层。制备过程如下：

称取0.1mmol的醋酸铟、0.1mmol的硬脂酸锌、0.3mmol的十四酸、10ml的十八烯，加入到100ml三口烧瓶中，氮气排气状态下加热至300℃保温。将0.1mmol的三(三甲基硅)膦(分散在1ml的十八烯中)、1ml的硫-三辛基膦(0.1mmol/ml)的混合液快速注入，反应1小时后得到量子点的核溶液。经过高分辨透射电子显微镜测试，所述核的尺寸约在2.5纳米。

将反应温度降至150℃，加入1.5mmol的醋酸锌，排气30min，升温至260℃，加入1ml的硒-三辛基膦(0.1mmol/ml)、反应20min，得到包覆在核上的znse壳层，再加入0.8ml硫-三辛基膦(1mmol/ml)，反应20min，得到在包覆在znse壳层上的zns壳层。反应结束后降至室温，用甲醇进行三次萃取，并用丙酮沉淀离心，并将沉淀溶解在甲苯中，得到量子点。经过测试，实施例1中量子点的发射峰约在531纳米，半峰宽约在45纳米，量子产率约在45％。

实施例2

量子点的核由铟、磷、锌、硫以及硒五种元素构成，量子点的壳为znse、和zns构成的双壳层。制备过程如下：

称取0.1mmol的醋酸铟、0.4mmol的硬脂酸锌、0.3mmol的十四酸、10ml的十八烯，加入到100ml三口烧瓶中，氮气排气状态下加热至300℃保温。将0.1mmol的三(三甲基硅)膦(分散在1ml的十八烯中)、1ml的硒-三辛基膦(0.2mmol/ml)、1ml的硫-三辛基膦(0.2mmol/ml)的混合液快速注入，反应1小时后得到量子点的核溶液。经过高分辨透射电子显微镜测试，所述核的尺寸约在4.5纳米。

将反应温度降至150℃，加入1.5mmol的醋酸锌，排气30min，升温至260℃，加入1ml的硒-三辛基膦(0.1mmol/ml)、反应20min，得到包覆在核上的znse壳层，再加入0.8ml硫-三辛基膦(1mmol/ml)，反应20min，得到在包覆在znse壳层上的zns壳层。反应结束后降至室温，用甲醇进行三次萃取，并用丙酮沉淀离心，并将沉淀溶解在甲苯中，得到量子点。经过测试，实施例2中量子点的发射峰约在524纳米，半峰宽约在47纳米，量子产率约在46％。

对比例1

量子点的核由铟、磷以及锌三种元素构成，量子点的壳为znse和zns构成的双壳层。制备过程如下：

称取0.1mmol的醋酸铟、0.1mmol的硬脂酸锌、0.3mmol的十四酸、10ml的十八烯，加入到100ml三口烧瓶中，氮气排气状态下加热至300℃保温。将0.1mmol的三(三甲基硅)膦(分散在1ml的十八烯中)快速注入，反应1小时后得到量子点的核溶液。经过高分辨透射电子显微镜测试，所述核的尺寸约在1.7纳米。

将反应温度降至150℃，加入1.5mmol的醋酸锌，排气30min，升温至260℃，加入1ml的硒-三辛基膦(0.1mmol/ml)、反应20min，得到包覆在核上的znse壳层，再加入0.8ml硫-三辛基膦(1mmol/ml)，反应20min，得到在包覆在znse壳层上的zns壳层。反应结束后降至室温，用甲醇进行三次萃取，并用丙酮沉淀离心，并将沉淀溶解在甲苯中，得到量子点。经过测试，实施例1中量子点的发射峰约在534纳米，半峰宽约在53纳米，量子产率约在37％。

由上述实施例1、实施例2以及对比例1可知，与量子点的核中含有铟、锌和磷相比(对比例1)，当量子点的核中含有铟、锌、硫和磷(实施例1)或者含有铟、锌、硫、硒和磷(实施例2)中相比，半峰宽由53纳米分别减小为45纳米和47纳米，量子产率由37％分别增加为45％和46％。

尽管发明人已经对本申请的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本申请精神的实质，本申请中出现的术语用于对本申请技术方案的阐述和理解，并不能构成对本申请的限制。