[发明专利]纳米晶复合材料、其制备方法及其应用

说明书

本申请公开了纳米晶复合材料、其制备方法及其应用。其中，纳米晶复合材料包括半导体纳米晶以及负载于半导体纳米晶表面的配体，配体包括由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物。本申请的纳米晶复合材料具有优异的抗高光强性能，也即在同样的强光照射下，本申请的纳米晶复合材料的荧光量子产率的下降程度小于现有技术的纳米晶材料；此外，本申请的纳米晶复合材料的制备成本较低，制备方法简单。

技术领域

本申请涉及半导体材料技术领域，尤其涉及纳米晶复合材料、其制备方法及其应用。

背景技术

半导体纳米晶是一种新型的发光材料，目前被广泛应用于光电器件。在过去的二十多年里，纳米晶合成化学的研究主要集中在尺寸形貌的单分散控制以及如何提高荧光量子产率上，但是要使纳米晶成为优异的发光和光电材料，在合成上重要的目标是尽可能地降低环境(尤其是光照、水和氧气)对纳米晶光电性能的影响。

水和氧气对纳米晶光学、电学性能的影响往往是和光照联系在一起的，包括光水解和光氧化过程。目前纳米晶的主要应用是在显示方面，包括纳米晶膜、纳米晶封装等，纳米晶膜主要考虑纳米晶在光照条件下的抗水氧能力，纳米晶封装则是考虑纳米晶在隔水隔氧条件下的抗高光强的能力。无论各种应用形式，纳米晶在光照条件下的稳定性都尤为重要。

上海交通大学的李良教授在研究抗高光强纳米晶方面做出了重要贡献，其团队首先发现在纳米晶内掺杂铝元素可以提高纳米晶的抗光照性能，其次他们发现这种掺杂铝元素的纳米晶通过表面氧化，可以进一步提高纳米晶的抗光照能力。但是，前述两项研究都是在纳米晶溶液或纳米晶膜内进行的，无法排除水和氧气对纳米晶光学性能的影响。在最近的一项研究中，该团队进一步研究了高光强对纳米晶光学性能的影响，其首先制备了含有孔道的二氧化硅分子，然后将制备钙钛矿所用的原料(溴化铯、溴化铅)与二氧化硅分子筛混合，而后在700℃下煅烧，将钙钛矿纳米晶密封在二氧化硅分子筛中隔绝水和氧气，在20mA的强光照射下，纳米晶保持极高的光照稳定性。

前述提高纳米晶抗光照能力的方法虽然有明显的效果，但是成本较高，且制备过程复杂。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种抗光照性能好的纳米晶复合材料。

为达到以上目的，本申请提供一种纳米晶复合材料，包括半导体纳米晶以及负载于所述半导体纳米晶表面的配体，所述配体包括由螯合剂与金属硅酸盐形成的络合物。

进一步地，所述络合物的氧化还原电位低于氧气的氧化还原电位。

进一步地，所述螯合剂包括有机膦和/或脂肪胺；所述有机膦选自化学结构式为以及的化合物中的一种或多种，其中R₁、R₂、R₃各自独立地选自碳链或苯环，优选地，所述R₁、所述R₂、所述R₃分别独立为主链长4～22个碳的碳链，更优选地，所述R₁、所述R₂、所述R₃分别独立为主链长4～8个碳的碳链；所述脂肪胺为主链长6～18个碳的脂肪胺。

进一步地，所述金属硅酸盐为IA族金属硅酸盐、IIA族金属硅酸盐、IIIA族金属硅酸盐、过渡金属硅酸盐中的任一种或多种的组合，优选地，所述金属硅酸盐选自硅酸铝、硅酸镁、硅酸钙、硅酸钾、硅酸锂、硅酸锆、硅酸锌、硅酸锰、硅酸铜中的任一种或多种。

本申请还提供前述纳米晶复合材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，将螯合剂与金属硅酸盐混合制得第一溶液，所述第一溶液中包括由所述螯合剂与所述金属硅酸盐形成的络合物；

S2，提供半导体纳米晶，将所述第一溶液与所述半导体纳米晶混合均匀，使得所述络合物负载于所述半导体纳米晶的表面，得到含所述纳米晶复合材料的溶液。

进一步地，所述螯合剂与所述金属硅酸盐的摩尔比为1:1～50:1。