【CN109971481A】基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910196909.1

(22)申请日 2019.03.15

(71)申请人 上海大学

地址 200444 上海市宝山区上大路99号

(72)发明人 曹璠　杨绪勇　申飘阳　王晓俊　

杨珩　

(74)专利代理机构 上海上大专利事务所(普通

合伙) 31205

代理人 顾勇华

(51)Int.Cl.

C09K 11/88(2006.01)

C09K 11/02(2006.01)

B82Y 20/00(2011.01)

B82Y 30/00(2011.01)

B82Y 40/00(2011.01)

(54)发明名称

基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的

制备方法

(57)摘要

本发明公开了一种基于外延生长InP壳层发

光的无镉量子点的制备方法，以宽带隙量子点为

核，外延均匀生长窄带隙的InP壳层作为发光中

心，并继续宽带隙梯度壳层的包覆。所制备量子

点能够通过调节InP壳层厚度得到相应发光峰

位，且其具有较窄的发射光谱，发光效率和稳定

性也有了显著的提高。ZnSe量子点的尺寸分布非

常均一，半峰宽窄，在ZnSe核的基础上进行窄带

隙InP发光层的包覆不仅能够有效保证量子点的

尺寸均一性，还便于通过控制InP的厚度来精确

调控发光峰位。因此，本发明外延生长窄带隙InP

壳层发光且能保持窄半峰宽的方法，在磷化铟壳

层基础上继续包覆梯度壳层，进一步提高了无镉

量子点的量子产率和稳定性。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 109971481 A 2019.07.05

C N 109971481

A

权　利　要　求　书1/2页CN 109971481 A

1.一种基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.ZnSe核制备：

制备锌源与溶剂混合的前驱体溶液，采用硒源与溶剂混合的前驱体溶液，将两种前驱体溶液混合，并升温至140～310℃，至少保温80min使反应充分，获得了均一形貌和尺寸的ZnSe核；

b.ZnSe@InP核壳结构材料制备：

在30～80℃下，向在所述步骤a中制备ZnSe核中加入磷化铟前驱体溶液，并升温至260～290℃保温至少3min，在ZnSe核外部生成InP发光壳，得到ZnSe@InP核壳结构材料；

c.具有梯度壳层包覆的无镉量子点制备：

向在所述步骤b中制备的ZnSe@InP核壳结构材料中加入含有锌、硫、硒的前驱体溶液，并调至270～300℃保温至少150min使反应充分，然后停止加热，得到具有梯度壳层包覆的无镉ZnSe/InP/ZnSe/ZnS量子点，然后使用正己烷或乙醇纯化量子点，将所得到的沉淀物溶解于正己烷中保存，反应结束。

2.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，所述具有梯度壳层是指在InP发光壳层的外部继续生成的外部包覆壳层，所述InP发光壳层的厚度可调，通过调节InP发光壳层厚度调控具有梯度壳层包覆的无镉量子点的发光峰位。

3.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，所述无镉量子点的荧光发射峰位在525～560nm之间。

4.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，具有梯度壳层材料沿着厚度方向上具有InP、锌、硫、硒的成分梯度。

5.根据权利要求4所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，通过在270～300℃范围内分段升温，并在各阶段温度区间内至少调整前驱体溶液的浓度，实现具有梯度壳层材料沿着厚度方向上的成分梯度。

6.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤c中，所述梯度壳层的材料包括InP、In(Zn)P、In(Ga)P、ZnSe、ZnSeS和ZnS中的至少一种；当所述梯度壳层的材料包括In(Ga)P时，In(Ga)P中的Ga来自镓源，所述镓源包括氯化镓、溴化镓和碘化镓的至少一种。

7.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤a中，所述锌源为醋酸锌、碳酸锌、硫酸锌、油酸锌、十酸锌、十一烯酸锌、硬脂酸锌、氯化锌、硬脂酸锌中的至少一种；所述硒源为硒粉。

8.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，所述磷化铟前驱体溶液是由铟前驱体溶液和磷前驱体溶液混合制成，所述铟前驱体采用醋酸铟、碳酸铟、硝酸铟、氯化铟、溴化铟、碘化铟、酸配体铟化合物中的至少一种；其中酸配体采用十酸、十一烯酸、十四酸、十六酸、油酸和硬脂酸中的至少一种；所述磷前驱体采用三(三甲基硅烷基)磷、三(三甲基硅基)磷中的至少一种。

9.根据权利要求1所述基于外延生长InP壳层发光的无镉量子点的制备方法，其特征在于：在所述步骤b中，铟前驱体溶液和磷前驱体溶液中的In和P的摩尔比为6：(3～4)。

2