[发明专利]一种无机配体修饰的CdSe/CdS@ZnO量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种无机配体修饰的CdSe/CdS@ZnO量子点的制备方法，将CdSe/CdS核壳量子点通过正丁醚进行经提纯后，采用乙醇胺对其表面改性，再包覆无机ZnO溶胶作为表面配体，得到无机配体修饰的CdSe/CdS@ZnO量子点。本发明无机量子点的制备方法，可以有效解决传统胶体量子点表面有机配体存在的问题，进而增强量子点的光学性能及其稳定性，而且仍可稳定分散于有机溶剂，保持基于各种溶液环境的量子点光电器件的制备优势。本发明提出的制备方法简单且高效，有利于促进量子点光电器件商业化应用。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种无机配体修饰的CdSe/CdS@ZnO量子点的制备方法；该方法增强了量子点的光学性能和光学稳定性，有助于实现胶体半导体量子点在光电器件上的实际应用。

背景技术

由于半导体量子点具有大的比表面积，其表面存在的大量活性原子及悬挂键容易引起表面缺陷态，极易形成非辐射复合中心，这会严重降低量子点的荧光量子产率和非线性光学性质。在制备过程中引入的表面活性剂，除了调节量子点的成核与生长动力学过程以及控制量子点的尺寸和形状外还起到表面配体的作用，不仅可以提供足够的空间或静电排斥力使量子点在溶液中稳定分散、防止发生团聚，还可以钝化表面陷阱态，从而提高量子点的光学性能。虽然表面有机配体的存在可以改善表面性质、提高荧光量子产率，但这种软钝化的量子点的光学性能稳定性比较差。同时，表面有机配体修饰过程也可能在量子点表面引入缺陷。对于实际的发光应用，通常选择在量子点表面外延生长无机壳层，形成核壳异质结构半导体量子点。研究结果表明，较厚的无机壳层对核量子点的保护效果更好。

目前，这种无机壳层在一定程度上能够有效钝化核量子点表面的缺陷态，以及隔绝周围环境（氧气、水分等）对量子点光学性能的直接干扰。然而，随着量子点光电器件应用技术的兴起，厚壳层结构不利于电荷平衡注入的缺点凸显，在一定程度上阻碍了量子点电致LED器件的发光效率。同时，随着壳层厚度的增加，电子波函数也将逐渐扩散到厚壳层中，因而量子点光学性质也很能容易受到表面有机配体不稳定因素的影响，进而量子点的光学性能稳定性受到了严峻挑战。因此，迫切需要寻找到一种新的方法使量子点既具有优异的光学性能及稳定性，又能够解决实际应用中的关键问题。

发明内容

技术问题：为了解决现有技术和实际应用中面临的问题，本发明提出一种既具有优异光学性能及稳定性又能够解决实际应用瓶颈的无机配体修饰的CdSe/CdS@ZnO量子点的制备方法，将半导体量子点先经提纯和乙醇胺表面改性后，再包覆无机ZnO溶胶作为表面配体，进而取代原有的有机配体，使其仍稳定分散于有机溶剂，解决上述问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出了一种无机配体修饰的半导体量子点的制备方法，将CdSe/CdS核壳量子点通过正丁醚进行经提纯后，采用乙醇胺对其表面改性，再以ZnO溶胶替代量子点表面有机长碳链作为无机配体，最终制得实际意义上的全无机CdSe/CdS@ZnO量子点。

该制备方法具体步骤为：

（1）制备CdSe/CdS核壳量子点：将CdSe核量子点提纯后与油胺和十八烷加入三口烧瓶，在氩气保护下，加热到反应温度，利用连续离子层吸附与反应法交替注入Cd前驱体和S前驱体，通过控制前驱体的注入量得到壳层厚度为5-20个CdS单分子层的CdSe/CdS核壳量子点，离心提纯后分散于甲苯溶液中；

（2）提纯制备好的CdSe/CdS核壳量子点：将步骤（1）所得的CdSe/CdS核壳量子点溶液中的甲苯溶剂挥发干净，利用正丁醚对量子点进行提纯，去除CdSe/CdS核壳量子点表面过多的有机长碳链配体，再将去除有机长碳链配体的CdSe/CdS核壳量子点溶液中的正丁醚溶剂挥发干净，加入氯仿充分分散CdSe/CdS核壳量子点；

（3）利用乙醇胺对提纯后的CdSe/CdS核壳量子点进行表面改性：将步骤（2）所得的量子点溶液移入取样瓶，加入乙醇胺，在16-28°C的室温环境下搅拌23-25小时后得到乙醇胺表面改性的量子点样品；