[发明专利]一种核壳结构胶体纳米片、QLED器件及制备方法

说明书

本发明公开一种核壳结构胶体纳米片、QLED器件及制备方法，制备方法包括步骤：A、制作纳米片，并将纳米片溶于非极性溶剂中；B、加入配体，并进行加热实现纳米片的配体交换；C、按先后顺序加入阴离子前驱体和阳离子前驱体，使在纳米片表面生长壳层。本发明在保留纳米片2D结构的前提下，通过进行配体交换，实现在纳米片上生长出壳层，将其作为QLED器件的量子点发光层，可以提高量子产率和纳米片发射的强度。

技术领域

本发明涉及半导体纳米晶材料领域，尤其涉及一种核壳结构胶体纳米片、QLED器件及制备方法。

背景技术

半导体纳米晶具有独特的尺寸依赖的物理性质。对于胶体纳米晶，尺寸依赖的光学性质首先在球状纳米颗粒（3D）中被发现，随后被延伸到纳米棒和纳米线（2D），最近在纳米片（1D，此处的1D是指限制效应方面）中也发现了类似的性质。当半导体壳层生长在纳米晶核的表面之后，核状结构的光学性质得到了很好的改善。特别是将壳层长在纳米晶核的表面可以增强量子效率和抵御光漂白的能力，从而减少在单个粒子水平上的荧光闪烁。这一性质可以促进核壳纳米晶作为发光二极管和荧光生物探针的发光材料以及在光电器件领域的应用。

尽管核壳结构有很多优势，但是其合成方法较复杂，具体体现在以下几个方面：第一，核壳结构之间的晶格不匹配会引起核的压力，在球状CdS/ZnS核壳纳米晶中，这种压力可以达到4GPa，晶格不匹配引起的压力最近被用于调节一些核壳结构的光学性质，但是总的来说，具有较大的晶格不匹配程度的两种材料的外延生长会导致晶体缺陷和阻碍壳层生长过厚；第二，难以精确的控制核/壳界面，因为在壳层生长的过程中，阳离子和阴离子会扩散，而对于界面的控制非常重要，因为最近研究者发现核壳之间的组成梯度会进一步抑制俄歇过程，减少闪烁和增强荧光量子效率；第三，用于壳层生长的配体种类会影响最终纳米结构的形状，正如壳层的晶体结构相比于核的晶体结构是不同的。另外，2D纳米片需要特殊的处理避免它们的降解和在壳层生长过程中的形态转变为球状或者棒状。

目前，在2D系统（如2D纳米片，此处的2D是指空间上的二维材料）中，例如纳米片或纳米板上的壳的生长还没有实现，所以限制了纳米材料量子产率和发射强度的提高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种核壳结构胶体纳米片、QLED器件及制备方法，旨在解决现有技术还无法实现壳层生长的问题。

本发明的技术方案如下：

一种核壳结构胶体纳米片的制备方法，其中，包括步骤：

A、制作纳米片，并将纳米片溶于非极性溶剂中；

B、加入配体，并进行加热实现纳米片的配体交换；

C、按先后顺序加入阴离子前驱体和阳离子前驱体，使在纳米片表面生长壳层。

所述的核壳结构胶体纳米片的制备方法，其中，所述纳米片为包含II族和VI族元素的纳米片。

所述的核壳结构胶体纳米片的制备方法，其中，所述配体为八烷硫醇、十烷硫醇、十二烷硫醇、十四烷硫醇、十六烷硫醇、十八烷硫醇中的一种或几种。

所述的核壳结构胶体纳米片的制备方法，其中，所述阴离子前驱体为S的前驱体、Se的前驱体、Te的前驱体中的一种或几种。

所述的核壳结构胶体纳米片的制备方法，其中，所述阳离子前驱体为Zn的前驱体、Cd的前驱体、Hg的前驱体、Cn的前驱体中的一种或两种。

所述的核壳结构胶体纳米片的制备方法，其中，所述纳米片的内核为均一组分结构；

所述纳米片的壳层为另一种不同于内核组分的均一组分结构；或者所述纳米片的壳层为均一合金组分结构；或者所述纳米片的壳层为径向方向上越向外能级宽度越宽的渐变合金组分结构。