[发明专利]共掺型与分掺型ZnInS/ZnS双发射量子点的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种白光发射ZnInS:Ag/ZnS/ZnS:Mn/ZnS与ZnInS:Ag&Mn/ZnS/ZnS/ZnS量子点的制备，属于化学及纳米材料技术领域。

背景技术

近年来，荧光半导体纳米材料(量子点)由于其独特的量子限域效应以及优异的光学特性而倍受关注。相比于传统的荧光染料，量子点具有发射波长尺寸可调、发射峰半宽很窄、荧光强度强、荧光稳定性好、表面可选择地修饰自由官能团等优势，可以在照明设备、激光、生物标记以及太阳能电池等方面得到广泛的应用。但是量子点在过去几十年的发展中主要集中Cd类量子点，虽然其制备方法已十分成熟，但是，由于其自身的毒性，大大限制了它的实际应用。另一方面，量子点主要集中在单色量子点的制备，随着技术的发展，新型量子点需求越来越明显，比如QLED对于高效白光量子点的需要。

目前，含In量子点由于自身的无毒性，高的量子产率，有望代替镉类量子点成为一种新型的荧光材料。这类量子点包括Ⅲ-Ⅴ,Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ，和掺杂型材料。含铟量子点已经成功合成，但离实际运用还有一定的距离。虽然含铟量子点虽然有着很大的光谱调节范围，但在各个发光区域量子产率有着很大的差异，尤其在蓝绿光区域，很少有报道超过10％的量子产率。为了进一步提高含In量子点的应用，发展一种在蓝绿光区域具有比较好的量子产率是十分必要的。另一方面更，在整个量子点体系中，甚至包括已发展成熟的Cd累量子点，对于荧光的调节，一般都是一个峰位的移动，来获得所需的颜色。最近，开始有报道通过两个峰的调节，来获得相应的颜色，但只局限于两个峰的强度，峰位的移动性又受到了限制。因此发展一种双峰可以灵活调控的量子点也是十分必要的。

发明内容

为了丰富含In量子点的种类，同时获得颜色可调并在蓝绿光区域高的量子产率，然后在此基础上发展合成具有灵活调控的白光发射量子点，本发明的目的是提供一种共掺型与分掺型ZnInS/ZnS双发射量子点的制备方法。本发明制备了白光发射ZnInS:Ag/ZnS/ZnS:Mn/ZnS与ZnInS:Ag&Mn/ZnS/ZnS/ZnS纳米材料，其中ZnInS:Ag核可以提供比较高的蓝绿光(QY≈10％),并且可以通过调节Zn/In,Mn/Ag的比值来获得白光。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种共掺型与分掺型ZnInS/ZnS双发射量子点的制备方法，包括白光发射ZnInS:Ag/ZnS/ZnS:Mn/ZnS与ZnInS:Ag&Mn/ZnS/ZnS/ZnS纳米材料的制备；

其中，采用核壳结构合成ZnInS:Ag/ZnS/ZnS:Mn/ZnS纳米材料，包括如下步骤：

(1)颜色可调ZnInS:Ag核的制备：在氮气环境下向DDT和OAm中加入Ag⁺,Zn²⁺,In³⁺，然后加热到230℃，S前驱体注入，之后在220℃保持15Min，最后退火至100℃，进行ZnS第一摩尔层包壳；

(2)第一摩尔层ZnS包核：将Zn前驱体加入到退火后的ZnInS:Ag核溶液中，然后升温到230℃，S前驱体注入，之后在该温度下保持10Min，等待Mn离子的吸附与第二摩尔层与第三摩尔层的包敷；

(3)Mn离子的吸附与第二、三摩尔层的包核：在第一摩尔层ZnS包核进行10Min后，Mn前驱体注入，之后升温到260℃保持5Min，然后降温到100℃，Zn前驱体加入，之后升温到230，S前驱体注入，之后在该温度下保持15Min，到此量子点生长完成；

ZnInS:Ag&Mn/ZnS/ZnS/ZnS纳米材料的制备是把上述步骤(3)中Mn前驱体的注入时机提前到步骤(1)中S前驱体注入之前，其他同上述步骤。

进一步的，步骤(1)中，DDT，OAm，Ag⁺，Zn²⁺，In³⁺的投料比为：2mL：3mL：0.01mmol：0.1mmmol：0.1mmmol。

进一步的，所述的Ag⁺,Zn²⁺,In³⁺分别来自AgNO₃,Zn(O_A)₂,In(O_A)₃。