[发明专利]一种InP量子点的制备方法及InP量子点

说明书

本发明提供了一种InP量子点的制备方法，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟‑第一配体溶液；b)将所述铟‑第一配体溶液升温至180‑260℃，加入PH₃，得到具有较小粒径InP纳米晶核的混合体系；c)向所述混合体系中依次交替加入铟‑第二配体溶液和PH₃，得到粒径较大的InP纳米晶核；d)加入合成量子点的壳层所需的前体物质，得到具有壳层包覆的InP量子点。该方法以PH₃为磷源，通过交替加入原料的方法，量子点的生长变得更加均匀，并更容易制备出粒径较大的InP量子点。

技术领域

本发明涉及半导体纳米材料制备技术领域，具体而言，涉及一种InP量子点的制备方法及InP量子点。

背景技术

量子点，又称荧光半导体纳米晶，是一种物理直径在1-20nm范围内的无机半导体发光纳米晶，具有明显的量子尺寸效应和独特的光学性能。近年来，量子点由于其激发波长范围宽、发射峰窄、斯洛克斯位移大、粒径可控、光化学稳定性强等特点，被广泛的应用到照明、显示等领域，并逐渐成为一类适用于发光二极管(LED)、激光器、太阳能电池等领域的具有重要前景的材料。

目前，对量子点的研究主要针对的是II-VI族元素化合物量子点。它们的制备过程相对简便、成熟，所得到的量子点质量高，荧光性能优良。但是，受量子点本身毒性以及禁带宽度的影响，它们在应用发展方面受到了限制。另外一类III-V族元素量子点，以InP量子点为代表，它们由共价键键合而成，相对于由离子键键合而成的传统型II-VI族元素量子点，具有更加完善的结构，且不含重金属元素，无内在毒性，绿色环保，正吸引着越来越多的科研工作者的关注。

现有技术中，关于InP量子点的制备方法大多以有机类烷基膦，如三(三甲基硅烷基)膦、三(二烷基氨基)膦为磷源，使其与脂肪酸铟前体反应，得到性质相对优良的InP量子点。然而，有机类烷基膦的价格昂贵，原料成本过高，制备工艺又繁琐复杂，不能够满足工业化生产的需要。与有机类烷基膦相比，PH₃的成本低，较容易得到和使用，是一种很好的磷源。但是，以PH₃为磷源，较难制备出大粒径的InP量子点，所得到的量子点的荧光发射峰通常都在720nm以下，且很难继续生长下去。此外，由于是一次性投入较多量的原料，量子点的粒径相对而言很不均匀，半峰宽较大，且粒径越大，半峰宽越大。这些问题都在很大程度上限制了InP量子点的应用。

因此，发展一种以PH₃为磷源，制备粒径较大且较均匀的InP量子点的优良方法，对于InP量子点的使用和发展具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种以PH₃为磷源，制备InP量子点的方法。通过本发明提供的方法，InP量子点的生长更加均匀，并更容易获得粒径较大的量子点。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种InP量子点的制备方法，包括以下步骤：a)将铟前驱体加入到含有第一配体的非配位溶剂中，形成均匀的铟-第一配体溶液；b)将所述铟-第一配体溶液升温至180-260℃，加入PH₃，得到具有较小粒径InP纳米晶核的混合体系；c)向所述混合体系中依次交替加入铟-第二配体溶液和PH₃，得到粒径较大的InP纳米晶核；d)加入合成量子点的壳层所需的前体物质，得到具有壳层包覆的InP量子点。

进一步地，所述铟-第二配体溶液是通过将铟前驱体加入到含有第二配体的非配位溶剂中得到的。

进一步地，所述铟前驱体包括醋酸铟、氯化铟、碳酸铟、碘化铟、溴化铟、硝酸铟、高氯酸铟、十四酸铟和硬脂酸铟中的至少一种；所述第一配体和第二配体包括碳原子数≥6的饱和或不饱和脂肪酸中的至少一种；所述非配位溶剂包括10≤碳原子数≤22的烷烃、烯烃、醚类和芳香族化合物中的至少一种。