[发明专利]一种低成本合成ZnxCd1-xSe(0≤x≤1)及其相关核壳结构半导体纳米晶的方法

摘要

本发明是使用镉和锌的长链脂肪酸盐作为镉和锌的前驱体合成ZnxCd1-xSe(0≤x≤1)以及ZnxCd1-xSe/ZnSe，ZnxCd1-xSe/ZnS和ZnxCd1-xSe/ZnSe/ZnS核壳结构纳米晶，是目前最为经济环保的高质量ZnxCd1-xSe及其相关核壳结构纳米晶的合成方法。本方法避免了目前国际上的使用三丁基膦(tributylphosphine，TBP)或三辛基膦(trioctylphosphine，TOP)溶解硒单质作为硒的前驱体，而是采用十八烯(ODE)溶解硒单质作为硒前驱体，得到的纳米晶和使用TBP或TOP溶解硒粉作为硒的前驱体时合成的纳米晶具有同等质量，该方法被成为无膦法。合成过程简单，重复性好，安全环保，无需手套箱，可节约成本60％以上。合成的ZnxCd1-xSe及其相关核壳结构纳米晶荧光范围可以从400-650nm。粒径尺寸分布均匀，荧光量子产率效率高(40-70％)，半高宽窄。本方法还适用于合成ZnxCd1-xS，HgxCd1-xSe，ZnxCd1-xTe纳米晶及其相关核壳结构。更为重要的是该方法可大规模合成高质量纳米晶，因此无论是在实验室合成还是工业合成都具有巨大的应用价值。

主权项

一种简单，环保，低成本，可重复的方法合成具有良好单分散性的高质量的ZnxCd1‑xSe(0≤x≤1)，ZnxCd1‑xSe/ZnSe，ZnxCd1‑xSe/ZnS和ZnxCd1‑xSe/ZnSe/ZnS纳米晶。其特点在于：硒粉溶解到十八烯中作为硒前驱体，镉盐和锌盐溶解到有机溶剂中，其中锌和镉的比例为任意比。把硒前驱体加热到260‑320℃，然后把镉和锌盐混合物注入到硒前驱体中得到的产物为ZnxCd1‑xSe(0≤x≤1)纳米晶。将锌盐与硫分别溶于有机溶剂后混合得到混合液，混合液滴加至上述制备的ZnxCd1‑xSe纳米晶溶液中，溶液加热至220‑280℃使纳米晶继续生长，得到ZnxCd1‑xSe/ZnS核壳结构纳米晶。将锌盐溶解到有机溶液中与硒前驱体混合得到混合溶液，将混合液滴加至上述制备的ZnxCd1‑xSe纳米晶溶液中，溶液加热至220‑280℃使纳米晶继续生长，得到ZnxCd1‑xSe/ZnSe核壳结构纳米晶。将锌盐与硫分别溶于有机溶液后混合得到的混合液滴加至上述制备得到的ZnxCd1‑xSe/ZnSe核壳结构纳米晶中，溶液加热至220‑280℃使纳米晶继续生长，得到ZnxCd1‑xSe/ZnSe/ZnS核壳结构纳米晶。