[发明专利]一种核-壳结构纳米晶的制备方法

说明书

本发明公开了一种核‑壳结构纳米晶的制备方法，高温下，将纳米晶核加入Ⅱ族元素前驱体溶液中，接着再加入Ⅵ族元素前驱体溶液，可以快速(0.1‑3分钟)得到具有Ⅱ‑Ⅵ族壳层的核‑壳结构纳米晶；本发明解决了现有核‑壳结构纳米晶的壳层制备耗时、质量不高的问题，本发明对纳米晶的合成尤其是大规模合成具有重要的参考意义。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种核-壳结构纳米晶的制备方法。

背景技术

纳米晶是一种三维尺寸都在1-20纳米之间的半导体纳米材料，其具有半峰宽窄、光稳定性好、波长可控等优点。由于其特殊的光电性质以及优良的光物理稳定性，通过调节量子点的大小来调节量子点的相应带隙，就能显著地调节其电学、光学特性，因此，仅仅调节量子点的尺寸大小就能够调节发光波长，并使其表现出优良的色纯度以及高发光效率等特性，从而实现量子点在发光元件或光电转换元件等多种元件中的应用，目前已经被应用于显示、照明、太阳能、防伪等诸多领域。

为了提高纳米晶的发光性能，现有最常见的方法之一就是在纳米晶核的表面进一步包覆壳层。在纳米晶核表面包覆壳层的作用在于：一是可以有效的减少纳米晶核的表面缺陷，减小非辐射跃迁；二是有效避免纳米晶核直接暴露在环境中而受到破坏；三是将电子限制在纳米晶核之中。为了制备高质量的发光纳米晶，在现有的合成方案中，生长壳层(如ZnS、CdZnS、CdZnSe等)一般需要在高温下反应0.5-5小时。但是，长时间的高温反应不仅会导致合成效率低、耗时，同时会导致纳米晶核的质量变差(例如量子效率变低，半峰宽变大，形貌分布不均匀)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核-壳结构纳米晶的制备方法，以解决核-壳结构纳米晶的壳层制备耗时、质量不高的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种核-壳结构纳米晶的制备方法，所述制备方法包括：步骤S1、制备纳米晶核，将所述纳米晶核分散在第一有机溶剂中，制得纳米晶核溶液；将Ⅱ族元素前驱体分散在第二有机溶剂中，制得Ⅱ族元素前驱体溶液，所述第二有机溶剂包含有至少一种酸配体；将Ⅵ族元素前驱体分散在第三有机溶剂中，制得Ⅵ族元素前驱体溶液；步骤S2、250-350摄氏度条件下，进行第一次热注入，将所述纳米晶核溶液注入到所述Ⅱ族元素前驱体溶液中，制得第一混合溶液；步骤S3、250-350摄氏度条件下，进行第二次热注入，将所述Ⅵ族元素前驱体溶液注入到所述第一混合溶液中，0.1-3分钟后终止反应，制得所述核-壳结构纳米晶。

优选地，以所述第一次热注入开始的时间节点为第一起点，以所述第二次热注入结束的时间节点为第一终点，所述第一起点和所述第一终点之间的时间间隔小于3分钟。

优选地，所述第一起点和所述第一终点之间的时间间隔小于1分钟。

优选地，所述第一次热注入和所述第二次热注入的处理时间均小于20秒。

优选地，以所述第一次热注入结束的时间节点为第二起点，以所述第二次热注入开始的时间节点为第二终点，所述第二起点和所述第二终点之间的时间间隔小于2分钟。

优选地，所述第一次热注入与所述第二次热注入的温度差小于10摄氏度。

优选地，所述纳米晶核包括元素周期表II-VI族、III-V族、IV-VI族、Ⅷ-Ⅵ族、I-III-VI族、II-IV-VI族、II-IV-V族中的至少一种；所述第一有机溶剂包括长链烷烃、长链烯烃、长链胺、长链脂肪酸、烷基膦、烷基膦氧化物中的至少一种。

优选地，所述纳米晶核包括Cd-S、Cd-Se、Cd-Te、Zn-Se、Zn-Te、Cd-Zn-Se、Cd-Zn-S、Zn-Se-S、Cd-Zn-Se-S、In-P、In-Zn-P、In-Ga-P、In-As、In-Ga-As、Cu-In-S、Ca-Ti-O或者Ba-Ti-O。