本发明涉及一种量子点制备方法和由此制备的量子点,更具体而言,涉及一种能够获得反应时间缩短、易于大规模生产、量子效率高、光学和热稳定性提高的量子点的量子点制备方法。
背景技术:
1、量子点是具有纳米尺寸晶体结构的半导体材料,该材料与有机材料相比具有高色纯度、优异的光稳定性和热稳定性,并且易于控制带隙。由于这些量子点因尺寸小而具有每单位体积的大表面积,并表现出量子限制效应,因此量子点具有与半导体材料本身不同的物理化学性质。量子点吸收来自激发源的光,进入能量激发态,并发射与量子点的能带隙相对应的能量。由于量子点具有发光特性,能够通过控制纳米晶体的尺寸和组成来控制能带隙,并且具有高色纯度,因此量子点已被开发用于各种应用,如显示设备、能源设备或生物发光设备。
2、当量子点应用于器件时,由于高频、热量、水分等对量子点的腐蚀和氧化,效率降低,因此,通常提到的传统量子点主要用于核-壳结构,其中壳涂覆在核的表面上。因此,当壳涂覆在核的表面上时,具有以下优点:改善量子点被热量或水分腐蚀的现象,以及通过充当限制通过施加光形成的电荷的能量屏障来提高光学耐久性。
3、通常,制备具有核-壳结构的量子点的方法使用通过在高温下将阴离子前体溶液注入高温阳离子前体溶液中来初步合成核,然后通过注入构成壳组分的溶液来二次形成壳的方法。此时,根据构成壳成分的溶液的添加次数,可以制备具有核-壳或多壳结构的量子点。
4、然而,由于制备每种前体溶液和分步合成多种溶液的一系列过程,上述量子点制备方法具有合成方法复杂和增加合成时间的缺点。此外,具有核-壳结构的量子点通常可以通过调节核的粒径来控制发射波长,但由于合成核的反应速率非常快,因此难以控制发射波长。此外,存在以下问题:在通过多个步骤形成核-壳结构的过程中,当核和壳之间发生晶格失配时,量子点的热稳定性和量子效率会降低。
技术实现思路
1、[技术问题]
2、本发明的目的是提供一种能够在短时间内容易地大规模生产的量子点制备方法。
3、本发明的另一个目的是提供一种量子点制备方法,其能够通过具有窄半峰全宽来实现高量子效率。
4、本发明的另一个目的是提供一种具有优异的光稳定性和热稳定性的量子点制备方法。
5、本发明的又一个目的是提供一种量子点制备方法,该方法能够通过容易地控制反应来不同地调节发射波长。
6、本发明的目的不限于上述目的,并且通过以下描述,本领域技术人员将明白上述未提及的其他目的。
7、[技术方案]
8、本发明的一个方面提供了一种量子点制备方法,包括:制备含有至少一种第一阳离子前体的第一溶液和含有至少一种第一阴离子前体的第二溶液;在20℃至130℃下混合第一溶液和第二溶液,以制备第一混合物;在1分钟内将第一混合物的温度升至300℃的高温;并在1分钟内将温度升高的第一混合物冷却至100℃或更低,以形成核,其中第一阳离子前体包括氧化铟簇(in-oxo簇)。
9、其他实施方案的细节将包括在本发明的详细描述和附图中。
10、[优势效果]
11、根据本发明的制备方法,可通过具有窄半峰全宽来获得能够实现高量子效率的量子点。
12、根据本发明的制备方法,可通过使用利用高温热处理的合成技术,获得具有优异的光稳定性和热稳定性的量子点。
13、根据本发明的制备方法,在不进行离心的情况下使用核,反应时间短,因此可以使用小规模连续生产方法在短时间内实现大规模生产。
14、根据本发明的制备方法,由于可以容易地控制反应并且可以按各种方式调节发射波长,因此具有使缺陷率最小化的效果。
15、根据本发明的效果不受上述例示的内容的限制,并且本说明书中包括更多各种效果。
1.一种量子点制备方法,其包括:
2.根据权利要求1所述的量子点制备方法,其中所述氧化铟簇(in-oxo簇)通过以下步骤制备:
3.根据权利要求1所述的量子点制备方法,其中所述第一阳离子前体还包括氧化锌簇(zn-oxo簇)。
4.根据权利要求3所述的量子点制备方法,其中所述氧化锌簇(zn-oxo簇)通过以下步骤制备:
5.根据权利要求3所述的量子点制备方法,其中所述第一混合物的所述制备还包括通过调节所述氧化铟簇(in-oxo簇)和所述氧化锌簇(zn-oxo簇)的比率来控制所述量子点的波长范围。
6.根据权利要求3所述的量子点制备方法,其中所述第一阳离子前体还包括镉(cd)、汞(hg)、镁(mg)、铝(al)、锰(mn)、铜(cu)、镓(ga)、锡(sn)、钡(ba)、铁(fe)和锶(sr)中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的量子点制备方法,其还包括:
8.根据权利要求7所述的量子点制备方法,其中所述快速升温步骤和所述热处理步骤通过使用石英容器和卤素灯的辐射热进行。
9.根据权利要求7所述的量子点制备方法,其还包括:
10.根据权利要求1所述的量子点制备方法,其还包括:
11.根据权利要求10所述的量子点制备方法,其还包括:
12.根据权利要求1所述的量子点制备方法,其还包括:
13.根据权利要求12所述的量子点制备方法,其中所述第三溶液含有油酸锌(zn-oa),以及
14.根据权利要求13所述的量子点制备方法,其还包括:
15.根据权利要求13所述的量子点制备方法,其还包括:
16.根据权利要求12所述的量子点制备方法,其还包括:
17.根据权利要求12所述的量子点制备方法,其中所述第二阳离子前体包括锌(zn)、镉(cd)、汞(hg)、铟(in)、镁(mg)、铝(al)、锰(mn)、铜(cu)、镓(ga)、锡(sn)、钡(ba)、铁(fe)和锶(sr)中的至少一种。
18.根据权利要求12所述的量子点制备方法,其中所述第一阴离子前体和所述第二阴离子前体包括硫(s)、硒(se)、磷(p)、碲(te)、砷(as)、氮(n)和锑(sb)中的至少一种。
