[发明专利]量子点及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种量子点及其制备方法。该量子点包括III‑V族量子点核和包覆在所述III‑V族量子点核表面的乙酰丙酮盐壳层。该量子点通过在III‑V族量子点核的表面引入一层乙酰丙酮盐壳层，可以钝化III‑V族量子点核表面，不仅使量子点更加稳定、尺寸分布变得均匀，而且具有更好的分散性，可显著收窄峰宽，同时非常有利于厚外壳层的生长，以进一步提高量子点的发光效率，对III‑V族量子点的使用和发展具有极为重要的意义。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种量子点及其制备方法。

背景技术

量子点是一种粒径小于或接近于其波尔半径的无机半导体发光纳米晶。由于其特有的量子限域效应，量子点具有优良的发光性能，比如：粒径可控、半峰宽窄、发光峰可调，发光效率高、光温度性强等优点，在照明、显示、太阳能转换等领域具有广泛的应用。

目前，量子点技术的研究对象主要为II-VI族量子点(典型的材料如：CdS和CdSe等)，其制备方法成熟，发光性能优异。然而，上述材料含有重金属Cd，该元素的存在不仅对环境具有较大的毒害，且对人体具有不可逆的危害。因此，发展一种性能优异的无Cd量子点材料成为了现阶段的研究重点。

InP作为典型的III-V族元素无Cd量子点，其能带间隙为1.36eV，波尔半径为11nm，通过调控其粒径的大小可以实现蓝光区(～480nm)到近红外区(～750nm)的发光。InP核的发光效率通常较低，仅为～1％。为了提高其发光效率和稳定性，通常需要在其外面包覆一层或多层具有宽带隙的半导体材料，如ZnSe和ZnS等以构建一种type-I型核壳结构。然而，由于InP量子点(a＝0.5869nm)与壳层材料ZnSe(a＝0.5668nm)和ZnS(a＝0.5410nm)的晶格参数存在较大的晶格不匹配，导致壳层材料很难完整的包覆在InP表面。通常，所制备的核壳结构量子点的壳层的厚度通常小于2nm。一方面，由于薄壳层不利于激子的完美束缚，容易造成电子或空穴波函数离域至壳层中；另一方面，由于InP量子点的波尔半径较大，增大颗粒的粒径尺寸有助于增强量子限域效应，从而大大提高量子点发光效率。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种量子点及其制备方法，旨在解决现有III-V族量子点尺寸不稳定，发光效率低的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种量子点，包括III-V族量子点核和包覆在所述III-V族量子点核表面的乙酰丙酮盐壳层。

本发明提供的量子点中，在III-V族量子点核表面包覆一层乙酰丙酮盐壳层；该乙酰丙酮盐壳层中的乙酰丙酮根阴离子由于具有更小的径向维度和更多的配位点，从而一定程度上可以更好地结合在III-V族量子点核表面，而该乙酰丙酮盐壳层中金属阳离子不仅可以钝化III-V族量子点核表面，同时也可以充当壳层用的前驱体或用于壳层掺杂金属用。因此，通过在III-V族量子点核的表面引入该乙酰丙酮盐壳层，可以钝化III-V族量子点核表面，不仅使量子点更加稳定、尺寸分布变得均匀，而且具有更好的分散性，可显著收窄峰宽，同时非常有利于厚外壳层的生长，以进一步提高量子点的发光效率，对III-V族量子点的使用和发展具有极为重要的意义。

本发明另一方面提供一种量子点的制备方法，包括如下步骤：

提供乙酰丙酮盐和含有量子点核的溶液，所述量子点核为含有掺杂元素的III-V族量子点核或者不含有掺杂元素的III-V族量子点核；

将所述乙酰丙酮盐加入所述含有量子点核的所述溶液中，在第一温度条件下加热，在所述III-V族量子点核表面形成乙酰丙酮盐壳层，得到所述量子点。