[发明专利]量子点及其制备方法

说明书

本发明涉及一种量子点及其制备方法。上述量子点包括核层和壳层，核层的材料的组成元素包括磷元素、铟元素、锌元素及硫元素，核层的半径为2nm～6nm，壳层的厚度为8nm～16nm，壳层包括包覆在核层上的内壳层及包覆在内壳层上的外壳层，内壳层的材料选自ZnSeS及ZnSe中的一种，外壳层的材料为ZnS。上述量子点的半峰宽在40nm左右，量子产率高达78％。

技术领域

本发明涉及量子点制备领域，特别是涉及一种量子点及其制备方法。

背景技术

量子点又称半导体纳米晶，呈近似球形，其三维半径在2nm～20nm范围内，具有明显的量子效应。量子点一般由II-VI族元素(如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、ZnS等)或III-V族元素(如InP、InAs等)等半导体材料构成，也可由两种或两种以上的半导体材料构成核/壳结构量子点(如常见的CdSe/ZnS核/壳结构量子点等)。量子点具有宽的吸收光谱、窄而对称的发射光谱、光稳定性好、量子产率高、发射波长可调等优点，广泛应用于显示、医学、生物、太阳能电池、能源五大领域，其中显示领域的发展是最快进入人类生活的。

CdSe量子点目前发展比较完善，具有半峰宽小、发光效率高的优点，但是，Cd是重金属，对环境和人体有害，欧盟等国家禁止重金属Cd的使用，因此CdSe量子点不利于商业的发展。

III-V族化合物量子点，以磷化铟量子点为代表，不含重金属元素，无内在毒性，绿色环保，更加适用于工业化生产和应用，此外，该类量子点由共价键键合而成，相较于由离子键键合而成的传统型II-VI族化合物量子点，具有更加完善的结构，成为科研工作者关注的焦点。

但由于InP量子点发展还不成熟，存在半峰宽较宽、发光效率较低的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种半峰宽较窄且发光效率较高的量子点。

此外，还提供一种量子点的制备方法。

一种量子点，包括核层和壳层，所述核层的材料的组成元素包括磷元素、铟元素、锌元素及硫元素，所述核层的半径为2nm～6nm，所述壳层的厚度为8nm～16nm，所述壳层包括包覆在所述核层上的内壳层及包覆在所述内壳层上的外壳层，所述内壳层的材料选自ZnSeS及ZnSe中的一种，所述外壳层的材料为ZnS。

在其中一个实施例中，所述核层中，所述锌元素与所述铟元素的摩尔比为1.1∶5.0～5.0∶1.1；及/或，

所述磷元素与所述铟元素的摩尔比为0.1∶1.0～3.0∶1.0；及/或，

所述硫元素与所述铟元素的摩尔比为0.1∶1.0～2.0∶1.0。

在其中一个实施例中，所述壳层的厚度与所述核层的半径的比为1∶1～6∶1。

在其中一个实施例中，所述内壳层的层数为10层～20层，所述外壳层的层数为1层～10层。

一种量子点的制备方法，包括如下步骤：

将第一锌源与铟源加入到第一混合液中，再升温至100℃～200℃反应，得到第一反应液，所述第一混合液中含有配体和非络合溶剂；

将磷源和第一硫源加入到所述第一反应液中，再升温至200℃～300℃反应，得到第二反应液；

将硒源及第二硫源中的至少一种与所述第二反应液和第二混合液混合，再升温至250℃～300℃反应，得到第三反应液，所述第二混合液中含有第二锌源；及

将第三锌源与第三硫源加入到所述第三反应液中，再升温至300℃～350℃反应，得到量子点。

在其中一个实施例中，所述将第一锌源与铟源加入到第一混合液中的步骤包括：将所述第一锌源和所述铟源分别配成溶液，再以10mL/min～20mL/min的速率同时注射到所述第一混合液中；及/或，