[发明专利]量子点、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种量子点、其制备方法及其应用。该制备方法包括：步骤S1，提供含锌前体和含镉前体的混合前体，其中混合前体中锌镉摩尔比大于等于10；步骤S2，使第一硫前体与混合前体进行反应得到CdS/ZnS核壳量子点体系；步骤S3，对CdS/ZnS核壳量子点体系进行合金化处理，得到含Cd_xZn_1‑xS量子点体系；以及步骤S4，向含Cd_xZn_1‑xS量子点体系中添加羧酸镉和第二硫前体进行壳层的生长，得到Cd_xZn_1‑xS/Cd_YZn_1‑YS核壳量子点，其中，0X1，0Y1。本申请的上述制备方法得到的Cd_xZn_1‑xS/Cd_YZn_1‑YS核壳量子点在蓝光区域的半峰宽较窄、荧光效率较高。

技术领域

本发明涉及量子点材料领域，具体而言，涉及一种量子点、其制备方法及其应用。

背景技术

尺寸在量子限域尺寸范围内的溶液半导体纳米晶(溶液量子点)以其独特的光学性质，在生物成像与标记、显示、太阳能电池、发光二极管、单光子源等领域受到了广泛的关注，且在生物标记与成像、发光二极管、激光、量子点光伏器件等领域，量子点研究已经成为各自领域的热点之一。在显示(量子点背光源电视)、照明等影响人们日常生活的领域，量子点已经得到了初步实际应用。

作为一类新兴的发光和光电材料，尤其是近年来作为一类具有潜在优势的运用于下一代平板显示和固态照明的基于量子点的发光二极管，在工业界和学术界都受到了广泛的关注。相比于传统的发光二极管，量子点发光二极管低成本、高效率。相比于有机荧光材料和无机荧光粉，量子点能够更加真实地还原图像色彩，实现全色域覆盖，进而提升画面的质感和立体感。此外，量子点具有荧光量子产率高、吸收带宽、发射峰窄、光学稳定性好等优点，而且量子点合成更为简单并具有良好的溶液加工性能。

相比于红光量子点和绿光量子点，蓝光量子点目前还无法实现荧光窄半宽、高效率的目标。到目前为止，对于蓝光量子点的研究主要是基于Cd_xZn_1-xS(其中0≤x≤1)量子点进行的。对于合金结构量子点，调节发光峰位是通过调节合金成分之间的比例进行的(如调节Cd与Zn之间的比例或Cd、Zn、S三者之间的比例等)。基于Cd_xZn_1-xS材料的蓝光量子点，要实现高效率的目标、荧光窄半宽的目标，一般都是在其外延进行生长ZnS壳层。但是即使实现了高效率、荧光窄半宽，其发光峰位也仅仅局限于小于450nm。河南大学的李林松等在310℃下通过在Cd_xZn_1-xS表面包覆ZnS，得到了发光峰位在441nm、荧光半峰宽为20nm、荧光量子产率达到90％的Cd_xZn_1-xS/ZnS核壳量子点。用于发光二极管后，其电致发光效率最高可以达到12.2％。但是在蓝光区域(450～480nm)，一般效率不高，荧光半峰宽较宽。韩国三星公司的Heesun Yang等尽管同样在310℃下得到了荧光峰位在452nm、荧光量子产率98％的Cd_xZn_1-xS/ZnS核壳量子点，但是其荧光半峰宽却有31nm。此外，对于峰位置更大的Cd_xZn_1-xS/ZnS核壳量子点，除了有较大的荧光半峰宽，其效率也会降低(例如470nm的Cd_xZn_1-xS/ZnS核壳量子点，其效率目前报道只有70％左右)。这对于蓝光量子点在发光二极管的应用、提高显示的色域度等方面极为不利。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种量子点、其制备方法及其应用，以解决现有技术中的蓝光量子点在蓝光区域的半峰宽较宽、荧光效率低的问题。