[发明专利]合成氮化物纳米晶体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氮化物纳米晶体的合成。尤其是，其涉及使用在液相或在溶液中的一种或多种有机金属化合物的合成方法。

背景技术

其尺寸可以与体相激子(bulk exciton)的直径相比的半导体纳米晶体显示出量子限制效应。这在光学发射光谱中最清楚地看出，所述光学发射光谱在晶体的尺寸增加时向红光和/或红外光移动。

已经研究过由广阔范围的材料制成的半导体纳米晶体，包括许多II-VI族和III-V族半导体。除了球形纳米晶体之外，也已经制备了棒形、箭头形、泪珠形和四角锥形的纳米晶体[Alivisatos等人，J.Am.Chem.Soc，2000，122，12700；WO03054953]以及核/壳结构体[Bawendi，J.Phys.Chem.B，1997，1010，9463；Li和Reiss，J.Am.Chem.Soc.，2008，130，11588]。为控制此类纳米晶体的尺寸和形状，通常在一种或多种封端剂(capping agent)(有时被称为表面活性剂或配位溶剂)的存在下进行它们的合成。此类封端剂控制纳米晶体的生长并且也通过表面态的钝化增加发光的强度。已经采用了广阔范围的封端剂，包括膦类[Bawendi等人，J.Am.Chem.Soc.，1993，115，8706]，氧化膦类[Peng等人，J.Am.Chem.Soc.，2002，124，2049]，胺类[Peng等人，J.Am.Chem.Soc.，2002，124，2049]，脂肪酸[Battaglia和Peng，Nano Lett.，2002，2，1027；Peng等人，J.Am.Chem.Soc.，2002，124，2049]，硫醇[Li和Reiss，J.Am.Chem.Soc.，2008，130，11588]以及更特殊的封端剂如金属脂肪酸配合物[Nann等人，J.Mater.Chem.，2008，18，2653]。

制备半导体纳米晶体的方法包括溶剂热反应[Gillan等人，J.Mater.Chem.，2006，38，3774]，热注入法(hot injection method)[Battaglia和Peng，Nano Lett.，2002，2，1027]，简单加热法[Van Patten等人，Chem.Mater.，2006，18，3915]，连续流动反应[US2006087048]以及微波辅助合成[Strouse等人，J.Am.Chem.Soc.，2005，127，15791]。

氮化物纳米晶体之前已经由Sharp制备[英国专利申请GB2467161、GB2482311和GB2467162]。然而，合成方法包括长配体并且需要超过150℃的温度。

WO 2008/094292提出了，针对具有II族合金的I-III-VI材料的核的纳米晶体，通过有机金属前体在螯合配体溶液中的热解(即热分解)的氮化物纳米晶体壳的生长。

JP 2004/307679提出了使用三乙基铟和氮作为前体的氮化铟纳米粒子的气相生长。

US 2008/160306提出了一种纳米结构体生长方法，其中使用分子簇合物为纳米粒子从反应混合物的生长做种(seed)。

WO 2010/118279提出了在纳米晶体核周围的金属硫化物壳的生长，其利用乙酸锌作为在硫化锌壳的形成中的金属前体。

GB 2429838和GB 2472541提出了用于ZnS、ZnSe、CdS等的纳米晶体的合成的方法。尽管两篇文献均考虑到在与有机金属化合物有关时描述的处理困难而研究了其他材料，但提及了有机金属前体的用途。

引用清单

专利文献

PTL 1：WO03054953

PTL 2：US2006087048

PTL 3：GB2467161

PTL 4：GB2482311

PTL 5：GB2467162

PTL 6：WO 2008/094292

PTL 7：JP 2004/307679

PTL 8：US 2008/160306

PTL 9：WO 2010/118279

PTL 10：GB 2429838

PTL 11：GB 2472541

非专利文献

NPL 1：Alivisatos等人，J.Am.Chem.Soc，2000，122，12700

NPL 2：Bawendi，J.Phys.Chem.B，1997，1010，9463