[发明专利]一种核壳纳米晶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种核壳纳米晶，包括含镉的量子点核以及包覆所述量子点核的壳层，所述的壳层包括In_xZn_yS_1‑x‑y壳层，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。本发明还公开了一种核壳纳米晶的制备方法，包括：提供含镉的量子点核；于所述量子点核上包覆过渡层及壳层，所述壳层包括In_xZn_yS_1‑x‑y壳层，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。本发明公开的核壳纳米晶制备方法中，通过在Cd系列量子点包覆壳层中生长铟锌硫层，可以显著提高镉系量子点核层的能级匹配度以及壳层晶格常数与带宽的匹配度，让纳米晶结构更加致密，从而提高了纳米晶的量子效率、光学性能及稳定性。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，具体涉及一种核壳纳米晶及其制备方法。

背景技术

量子点是一个准零维纳米材料，其尺寸可在1-20nm可调。通过控制量子点尺寸来达到材料的光电性质的改变这些都提升了量子点的应用领域。在近30年的研究中，II-VI族量子点逐步趋向完善，III-V族量子点也有所提高。但在量子点制备中仍然有很多问题有待解决。如光学稳定性差，表面壳层脱落，表面配体脱落，晶格失匹等问题这些都影响了量子点在应用上的发展。

为了达到量子点的某些性质，解决量子点发光，稳定性等问题，一般都使用化学法合成核壳量子点，在量子点核外包裹壳层。在引入过渡层、壳层等问题上，首先得达到禁带宽度匹配度高、晶格失配小。核壳间晶格失配小，有利于核壳界面处形成合金化过渡层，减少晶格应力导致的界面缺陷，形成无辐射复合中心；另一方面，核壳之间能带偏差大有利于电子和空穴波函数束缚在核内，远离壳层表面态的无辐射复合中心。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种核壳纳米晶及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种核壳纳米晶，具有核壳结构，其中的核包括含镉类量子点，所述的核上依次包覆有过渡层及壳层，所述壳层包括In_xZn_yS_1-x-y壳层，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。

本发明实施例还提供一种核壳纳米晶的制备方法，包括：

提供作为核的含镉类量子点；

于所述含镉类量子点上依次包覆过渡层及壳层，所述壳层包括In_xZn_yS_1-x-y壳层，其中0＜X＜1，0＜Y＜1。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)本发明实施例提供的核壳纳米晶的制备方法，在Cd系列量子点包覆壳层中，生长铟锌硫(InZnS)层，InZnS禁带宽度为2.35eV-3.28eV，可以提高镉系量子点核层的能级匹配度，提高壳层晶格常数与带宽的匹配度，让纳米晶结构更加致密，从而提高了纳米晶的量子效率、光学性能及稳定性。

(2)本发明实施例提供的核壳纳米晶，核壳间晶格失配小，有利于核壳界面处形成合金化过渡层，减少晶格应力导致的界面缺陷，形成无辐射复合中心；另一方面，核壳之间能带偏差大有利于电子和空穴波函数束缚在核内，远离壳层表面态的无辐射复合中心。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是CdS、CdSe、ZnS、ZnSe、InP材料的能带(eV)示意图。