[发明专利]CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体材料技术领域的制备方法，特别涉及一种低毒性CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法。

背景技术

由于生物有机体(水，氧合血红蛋白和血红蛋白等)在红光-近红外波段(600-900nm)发生生物自发光，光吸收，和光散射现象的几率较小，可以有效地减小有机组织对生物学成像和检测的影响，因此近年来，红光-近红外波段成为生物成像和检测的重要发光区域。然而传统使用的荧光发射波长位于这一区域的荧光染料种类较少，而且存在着易被光漂白和荧光峰的半高宽较宽等缺点，不利于信号的检测。与荧光染料相比，量子点具有高的荧光量子产率、摩尔消光系数(为有机染料的10~1000倍)、狭窄而对称的荧光发射谱，激发和发射光谱之间的斯托克位移大，可多色标记，光漂白抗性强等一系列特殊的光学性质，有利于荧光信号的检测。但是常用的二元CdS，CdTe，CdSe等量子点的发射波长主要集中在可见光区，虽然CdTe量子点的发射波长可以达到700nm以上，但是位于这一波段的CdTe量子点的光学性能较差，同时CdTe量子点的稳定性较差，容易被周围的环境所氧化，因此发射波长位于近红外区，可以作为生物荧光探针的量子点相对缺乏。

经对现有技术的文献检索发现，Nie等在《Journal of the American ChemicalSociety》(美国化学学会学报，2003年125卷7100-7106页)发表了题为“Alloyed semiconductor quantum dots：tuning the optical propertieswithout changing the particles size”(“合金半导体量子点：调整荧光性能无需改变晶粒大小)的论文，在纯度为90％的TOPO(氧化三辛基膦)中一步合成出了不同荧光发射波长的CdSeTe量子点，可以通过调整反应物中Se和Te的比例来改变量子点的荧光发射波长，从而获得了性能优良，发射波长位于红光-近红外波段的CdSeTe量子点。但是由于TOPO强烈的毒性，以及量子点的不稳定、表面缺陷大等原因，严重地影响了其安全性和发光效率，极大地限制了其应用。我们利用液体石蜡和油酸(专利名称：三元量子点CdSeTe的制备方法；发明人：孙康、李万万，邢滨，王解兵；申请号：200710046470.1；公开号：CN101130692)制备了CdSeTe量子点，提高了合成的安全性，降低了合成工艺难度、溶剂的毒性和原料的成本，但是合成的CdSeTe量子点的稳定性没有明显的提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点的制备方法，用液体石蜡代替TOPO作为反应溶剂，降低了溶剂带来的毒性，在制得的CdSeTe量子点的表面包覆了CdS和ZnS无机层。从而获得荧光性能及稳定性更优异，并具有良好的分散性、粒度均匀性的CdSeTe/CdS核壳型及CdSeTe/CdS/ZnS核壳壳型量子点。获得的量子点可以直接应用于发光器件、量子点激光器、太阳能电池，制成量子点荧光微球后可应用于分子杂交、蛋白质和基因编码、药物筛选、疾病诊断等领域。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

第一步，将镉的无机盐和(TMS)₂S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成CdS壳前体储备溶液。其中膦化合物和液体石蜡的混合体积比为1∶3，Cd前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升，S前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升。

第二步，将CdSeTe量子点加入到液体石蜡中，使CdSeTe量子点的摩尔浓度为8.33-33.33毫摩尔/升，形成CdSeTe量子点溶液。

第三步，将CdSeTe量子点溶液加热到100℃-180℃，然后将CdS壳前体溶液逐滴加入，完毕后将反应溶液的温度降到60℃-120℃保温30-60分钟后，将溶液冷却到室温，得到CdSeTe/CdS量子点溶液。

第四步，将锌的无机盐和(TMS)₂S溶解在膦化合物和液体石蜡的混合溶液中，超声振荡后，形成ZnS壳前体储备溶液。其中膦化合物和液体石蜡的混合体积比为1∶3，Zn前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升，S前体的摩尔浓度为50-200毫摩尔/升。