一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，特别涉及一种CdSe/CdS/ZnS核壳结构的量子点，属于纳米半导体发光材料技术领域。
【背景技术】
[0002]量子点又称为半导体纳米晶，尺寸一般在2?10nm，是零维纳米材料，它在三个维度上的尺寸都与电子平均自由程相近，具有独特的分立能级体系，因此又被称为人造原子。量子点具有激发光谱宽、发射波谱对称分布且宽度窄、颜色可调、光化学稳定性高等光谱特征。由于量子点具有强烈的尺寸依赖性，所以，随着量子点尺寸的减小，颗粒的吸收和荧光光谱会发生相应的蓝移。量子点具有较高的比表面，对其颗粒结构和光学性质有明显的影响。通过包裹宽带隙的壳层材料能增加量子点的抗氧化性，并能提高量子产率，近年来，核壳型的量子点的研发也得到了极大的发展，如CdSe/ZnS，CdSe/ZnSe，CdSe/CdS等等。作为一种可见光发光纳米材料，早在1994年，其在电光器件上的应用就开始被关注。经过几年的发展，现在基于量子点电致发光的LED—般采用“三明治”夹心结构，即量子点发光层在电子传导层与空穴传导层之间。合成量子点的方法有多种，其中主要有金属有机化学法和直接水相合成法。由于利用量子点电致发光量子转换效率低，因此用金属有机化学法可以合成较尚量子产率的量子点。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术的问题是提供一种可以合成较高量子产率的量子点的制备方法。
[0004]本发明进行深入、详细地研究，解决了上述的技术问题。具体方案如下:
[0005]—种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于所述量子点的结构为“三明治”夹心结构，即CdS为连接层，连接核CdSe和壳ZnS。
[0006]所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
[0007]①通过在一定温度的氩气中将5mmol纯度为99.9%的CdO溶解于25mmol的纯度为99%的LA和8mmol纯度为95%的HDA混合液中制备出Cd前驱体；
[0008]②将5mmol的Se粉溶于6.5mmol纯度为90%的TOP中制备出Se前驱体；
[0009]③将步骤②得到的产物注入到步骤①得到的产物中形成CdSe纳米晶体，并且温度降到280°C以下，得到的产物通过热甲醇进行洗涤；
[0010]④将Cd(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe纳米晶体，保持混合物在不高于40°C的温度中回流制备出CdSe/CdS纳米晶体；
[0011]⑤将Ζη(αΜΧ)0)2和Na2S(9H20)交替注入步骤④所得产物中，保持混合物在不高于40°C的温度中回流制备出CdSe/CdS/ZnS量子点；
[0012]所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于:步骤①中的反应温度为300°C以下。
[0013]所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于:步骤③中CdSe纳米晶体的大小通过控制反应时间来进行改变；
[0014]所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于:步骤④和⑤中的回流时间为100分钟。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]与现有技术相比，本发明的技术方案优点在于:
[0017]1、与不加修饰的CdSe量子点相比，本发明技术方案的量子产率超过44%。
[0018]2、该CdSe/CdS/ZnS量子点在吸收光谱为400?520nm间的宽带状光谱，吸收光谱的峰值波长为465nm附近，在460nm紫外光激发下，由于量子点的尺寸依赖性，其发射光谱是位于380-620nm的宽带状光谱，并且稳定性好。
[0019]3、与CdSe/CdS量子点相比，本发明将CdS作为媒介，连接核CdSe和壳CdS，减少了晶格不匹配度，提高了光致发光效率。
【附图说明】
[0020]图1CdSe量子点加不同外壳的的吸收光谱图。
[0021]图2本发明制备的不同尺寸的量子点样品的发光光谱图(激发波长为450nm)。
【具体实施方式】
[0022]下面将说明本发明的具体实施方案。
[0023]首先，通过在不高于300°C的氩气中将5mmol纯度为99.9%的CdO溶解于25mmol的纯度为99 %的LA和8mmo 1纯度为95 %的HDA溶液中制备出Cd前驱体。再将5mmo 1的砸粉溶于6.5mmol纯度为90%的TOP中制备出Se前驱体。随后将Se前驱体注入Cd前驱体中得到CdSe纳米晶体，此时温度降到280°C以下，得到的产物通过热甲醇进行洗涤。随后将Cd(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe纳米晶体，保持混合物在低于40°C的反应环境中回流100分钟制备出CdSe/CdS纳米晶体。最后再将Zn(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe/CdS纳米晶体中，保持混合物在低于40°C反应环境中回流100分钟制备出CdSe/CdS/ZnS量子点。
[0024]参见附图1它是本实施实例制备的CdSe/CdS/ZnS量子点样品和CdSe量子点、CdSe/CdS量子点、CdSe/ZnS量子点的吸收光谱图，由图可以看出四种量子点的吸收光谱峰值分别为465nm、450nm、445nm、444nm，CdSe/CdS/ZnS量子点可以有效的吸收近紫外光到蓝光(400-520nm)。
[0025]参见附图2它是本实施实例制备的不同尺寸的CdSe/CdS/ZnS量子点样品在460nm的激发波长下的光致发光光谱，从左到右量子点的尺寸分别为2.5nm，2.7nm，3.0nm，3.4nm，4.7歷和5.8歷。
【主权项】
1.一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于所述量子点的结构为“三明治”夹心结构，即CdS为连接层，连接核CdSe和壳ZnS。2.根据权利要求1所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于包括以下步骤: ①通过在一定温度的氩气中将5mmol纯度为99.9%的CdO溶解于25mmol的纯度为99%的LA和8mmo 1纯度为95 %的HDA混合液中制备出Cd前驱体； ②将5mmol的Se粉溶于6.5mmol纯度为90%的TOP中制备出Se前驱体； ③将步骤②得到的产物注入到步骤①得到的产物中形成CdSe纳米晶体，并且温度降到280°C以下，得到的产物通过热甲醇进行洗涤； ④将Cd(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入CdSe纳米晶体，保持混合物在不高于40°C的温度中回流制备出CdSe/CdS纳米晶体； ⑤将Zn(CH2COO)2和Na2S(9H20)交替注入步骤④所得产物中，保持混合物在不高于40°C的温度中回流制备出CdSe/CdS/ZnS量子点。3.根据权利要求2所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于:步骤①中的反应温度为300°C以下。4.根据权利要求2所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于:步骤③中CdSe纳米晶体的大小通过控制反应时间来进行改变。5.根据权利要求2所述的一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法，其特征在于:步骤④和⑤中的回流时间为100分钟。
【专利摘要】本发明属于纳米半导体发光材料技术领域，涉及一种CdSe/CdS/ZnS量子点的制备方法。所述的CdSe/CdS/ZnS量子点，中间壳层CdS作为晶格常数适应层来提高核壳结构量子点的表面特性，从而提高发光效率。由于高达44％的量子产率，CdSe/CdS/ZnS量子点具有很高的发光效率。而且通过调节量子点的尺寸，可以使其发射光谱从380nm到620nm。其制备方法简单，易于操作，节能省时，在固体照明领域具有极好的应用前景。
【IPC分类】B82Y40/00, C09K11/02, C09K11/88, B82Y20/00
【公开号】CN105462575
【申请号】CN201610027909
【发明人】沈常宇, 包立峰, 刘泽旭
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月13日