[发明专利]一种量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种量子点及其制备方法和应用。所述量子点包括InP量子点核心、包覆于InP量子点核心表面的ZnSeS层以及包覆于ZnSeS层表面的ZnS层；其中，所述InP量子点核心为经酸刻蚀得到的。本发明所述量子点使用酸刻蚀得到，既能去除量子点表面的氧化物缺陷，又能将量子点刻蚀为类球形结构，提升量子点的粒径均一性，得到量子效率高、半峰宽窄的InP量子点。

技术领域

本发明涉及荧光材料领域，具体涉及一种量子点及其制备方法和应用，尤其涉及一种高效量子点及其制备方法和应用。

背景技术

量子点是一种直径小于10nm的无机半导体纳米晶，当其粒径小于或接近激子波尔半径时会出现量子尺寸效应，即随着量子点尺寸的逐渐减小，量子点的光谱出现蓝移现象。尺寸越小，则蓝移现象越显著。因此通过控制量子点的尺寸，就可以方便地调节其能隙宽度，从而控制其发出光的颜色。

目前II-VI族量子点的制备已经趋于成熟，量子产率可达到90％以上、半峰宽小于30nm，但由于其含有重金属Cd元素，限制了其进一步的发展。因此无毒、性能优异的量子点材料的设计和研发是目前研究的前沿之一。由于磷化铟量子点材料具有毒性低、稳定性好等优点，具有广泛的应用前景。而对于无镉InP量子点材料，其量子效率目前较难突破90％、半峰宽为40-50nm，还需进一步提升其材料性能。

然而，由于InP核心量子点尺寸一般小于10nm，其表面原子占比超过20％。对于表面原子，由于其悬挂健较多，很容易被氧化为In₂O₃、InPO_x等氧化物，从而产生缺陷态。同时相比于CdSe量子点InP量子点相对电子质量较小，因此InP量子点的电子更易扩散。当电子落入表面电子陷阱时，产生表面态发光或者发生非辐射复合，导致量子点QY降低。2007年Jasinski,J等报道InP QDs暴露在空气中很容易氧化，表面生成In₂O₃。即使在正己烷溶液中InP还是很快被氧化。2010年，Cros-Gagneux等利用多种核磁共振和红外光谱结合的方法研究了InP量子点的表面结构。研究发现，InP量子点具有三层结构，其内部为闪锌矿结构，表面为In₂O₃、InPO_x等氧化物，最后为有机配体层。

目前，量子点的合成，最常用的是热注射法。高温注射导致瞬间反应成核，然后单体浓度快速下降，同时体系温度降低导致成核终止生长继续，生长过程中单体保持在一定浓度。CdSe量子点半峰宽可以在30nm以下，而InP半峰宽却很难小于30nm。主要原因可能是P前驱体的反应活性太高，使InP量子点的生长过早的进入Ostwald熟化阶段，从而导致量子点尺寸的分散性较差。同时，对于InP量子点，其具有独特的四面体结构，由于其非球形结构，激子在不同位置的激子限域效应存在很大的差异，最终也会导致量子点半峰宽较宽。

因此，开发一种半峰宽更窄的量子点是本领域的研究重点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种量子点及其制备方法和应用。本发明所述量子点使用酸刻蚀得到，既能去除量子点表面的氧化物缺陷，又能将量子点刻蚀为类球形结构，提升量子点的粒径均一性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种量子点，其特征在于，所述量子点包括InP量子点核心、包覆于InP量子点核心表面的ZnSeS层以及包覆于ZnSeS层表面的ZnS层；其中，所述InP量子点核心为经酸刻蚀得到的。