CN110699066A - 一种多组分梯度能级核壳结构量子点及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于光电材料领域,公开了一种多组分梯度能级核壳结构量子点及其制备方法。所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdS/CdxZn1‑ xS/ZnS、CdSySe1‑y/CdS/CdxZn1‑xS/ZnS或CdSe/CdSySe1‑y/CdS/CdxZn1‑xS/ZnS,0≤x≤1,0≤y≤1。上述三种量子点的光致发光光谱分别位于400~480nm,480~560nm和560~660nm之间,每种量子点的最大晶体颗粒尺寸不超过20nm。本发明的多组分梯度能级核壳结构量子点制备方法简单、成本较低,是一种制备强光致发光强度核壳结构量子点的有效方法。

Description

一种多组分梯度能级核壳结构量子点及其制备方法
技术领域
本发明属于光电材料领域,具体涉及一种多组分梯度能级核壳结构量子点及其制备方法。
背景技术
由于显著的量子限域效应,纳米晶(量子点)可通过调节尺寸、组分和结构等一系列措施,展现可调的吸收光谱和光致发光光谱,具有吸收光谱和发光
光谱窄,发光强度强,以及荧光寿命长等优点,并且在光电器件和生物标记等应用上展现了巨大优势。
例如目前市场上以量子点作为发光层的显示器已经得到广泛的认可。三星电子和TCL等家电公司以蓝光为背光源,红色量子点和绿色量子点作为发光层的类似液晶电视已经与OLED显示器形成激烈的竞争关系。同时,量子点作为生物细胞标记和快速诊断也从实验室逐渐过渡到人类的生活中。然而,基于量子点的光电器件的寿命和稳定性,以及快速诊断试剂的稳定性一直是制约量子点产品走向市场道路的最大障碍。作为纳米材料的一种,由于比表面积大而带来的不稳定性一直是目前合成化学所要解决的问题。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处,本发明的首要目的在于提供一种多组分梯度能级核壳结构量子点。
本发明的另一目的在于提供上述多组分梯度能级核壳结构量子点的制备方法。
本发明目的通过以下技术方案实现:
一种多组分梯度能级核壳结构量子点,所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdS/CdxZn1-xS/ZnS、CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS或CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其中0≤x≤1,0≤y≤1。
进一步地,所述CdS/CdxZn1-xS/ZnS的光致发光范围为400~480nm;CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的光致发光范围为480~560nm;CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的光致发光范围为560~660nm。
进一步地,所述多组分梯度能级核壳结构量子点的平均粒径尺寸为2~20nm。可根据纳米晶种子尺寸和壳层厚度进行调节。
进一步地,所述CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdS晶粒尺寸不超过4nm,壳层CdxZn1-xS的厚度不超过15nm,ZnS的厚度不超过4nm;在CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSySe1-y晶粒尺寸不超过5nm,壳层CdS的厚度不超过2nm,CdxZn1-xS的厚度不超过20nm,ZnS的厚度不超过4nm;在CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSe晶粒尺寸不超过5nm,壳层CdSySe1-y的厚度不超过2nm,CdS的厚度不超过1.5nm,CdxZn1- xS的厚度不超过20nm,ZnS的厚度不超过4nm。
进一步地,所述CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdS的光致发光范围为375~435nm;在CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSySe1-y的光致发光范围为430~500nm;在CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSe的光致发光范围为520~580nm。
上述多组分梯度能级核壳结构量子点的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其制备方法如下:
a)合成CdS种子晶体:将Cd源和有机溶剂经混合后通入惰性气体排除空气,加热后注入S源,形成纳米晶晶核,并保持温度为180~300℃,促进晶核生长至所需尺寸,得到CdS种子纳米晶;
b)取CdS种子纳米晶放入反应装置中,加入有机溶剂,通入惰性气体排除空气和水蒸气,加热后加入Cd源和Zn源,然后滴加S源反应,得到CdxZn1-xS壳层;
c)往步骤b)的反应体系中加入Zn源,然后滴加S源反应,即可得到多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS;
(2)所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其制备方法如下:
a)合成CdSySe1-y种子晶体:将Cd源和有机溶剂经混合后通入惰性气体排除空气,加热后注入S源和Se源,形成纳米晶晶核,并保持温度为180~300℃,促进晶核生长至所需尺寸,得到CdSySe1-y种子纳米晶;
b)将CdSySe1-y种子纳米晶和有机溶剂加入反应装置中,通入惰性气体排除空气和水蒸气,加热后加入Cd源,然后滴加S源反应,得到CdS壳层;
c)步骤b)反应结束后,加热后再次加入Cd源和Zn源,然后滴加S源反应,得到CdxZn1-xS壳层;
d)往步骤c)的反应体系中加入Zn源,然后滴加S源反应,即可得到多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS;
(3)所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其制备方法如下:
a)合成CdSe种子晶体:将Cd前躯体脂肪酸镉和有机溶剂经混合后通入惰性气体排除空气,加热后加入Se源,形成纳米晶晶核,并保持温度为180~300℃,促进晶核生长至所需尺寸,得到CdSe种子纳米晶;
b)将CdSe种子纳米晶和有机溶剂加入反应装置中,通入惰性气体排除空气和水蒸气,加热后加入Cd源,然后滴加S源和Se源反应,得到CdSySe1-y壳层;
c)步骤b)反应结束后,加热后加入Cd源,然后滴加S源反应,得到CdS壳层;
d)步骤c)反应结束后,加热后再次加入Cd源和Zn源,然后滴加S源反应,得到CdxZn1-xS壳层;
e)往步骤d)的反应体系中加入Zn源,然后滴加S源反应,即可得到多组分梯度能级核壳结构量子点CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS。
进一步地,(1)~(3)中所述Cd源是指脂肪酸镉,优选为醋酸镉、辛酸镉、十酸镉、十二酸镉、十四酸镉、十六酸镉、油酸镉或硬脂酸镉;所述S源是指溶解在有机溶剂或有机磷TOP、TBP、DDP中的硫,或者有机硫醇;所述Zn源是指脂肪酸锌,优选为醋酸锌、辛酸锌、十酸锌、十二酸锌、十四酸锌、十六酸锌、油酸锌或硬脂酸锌;所述Se源是指溶解在有机溶剂或有机磷TOP、TBP、DDP中的硒。
进一步地,(1)~(3)中所述有机溶剂是指十八烯、十六烯、十四烯、十四烷、十二烷、十烷或辛烷。
相对于现有技术,本发明具有如下优点及有益效果:
(1)本发明多组分梯度能级核壳结构量子点中,核组成不同于包围核的壳组成。如果核壳结构的能带偏移是1型的,并且壳半导体具有比核材料大的带隙,则纳米晶体内的光子生成的电子和空穴主要被限制在核内。如此处使用的1型能带偏移是指核壳电子结构,其中壳半导体的导带和价带同时高于或低于核半导体的导带和价带。因此,核壳纳米晶体可以显示高光致发光和电致发光效率,并且与包括单一材料的“简单核”半导体纳米晶体相比,抗光氧化可以更稳定,只要核半导体的带隙小于壳半导体的带隙。
(2)本发明多组分梯度能级核壳结构量子点中,随着壳层的形成,种子纳米晶的表面缺陷逐渐减少,直至较小到最小。多组分梯度能级的核壳结构量子点的光致发光效率逐渐增加(表现在相同浓度前提下,光致发光光谱强度在不断增加),直至达到接近100%的荧光效率。
(3)本发明多组分梯度能级核壳结构量子点在有机溶剂如十八烯、十六烯、十四烯、十四烷、十二烷、十烷、辛烷、正己烷、三氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、甲苯等溶剂中的光致荧光量子效率(PLQY)大于90%,并且能再空气环境下保持长时间的稳定性。
附图说明
图1为实施例1中所得CdS种子纳米晶的光致发光谱图。
图2为实施例1中所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS的能带示意图。
图3为实施例1中所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS在高倍电镜下的形貌与尺寸图。
图4为实施例2中所得CdSySe1-y种子纳米晶的光致发光谱图。
图5为实施例2中所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的能带示意图。
图6为实施例2中所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS在高倍电镜下的形貌与尺寸图。
图7为实施例3所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的能带示意图。
图8为实施例3所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的吸收与荧光光谱图。
图9为实施例3所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1- xS/ZnS在高倍电镜下的形貌与尺寸图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种合成多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS的方法,包括:
1)合成CdS种子晶体。将1mmol的Cd前躯体油酸镉和10ml溶剂十八烯混合,排出空气填入氮气,加热到180℃~300℃,快速注入硫源1mmol单质硫溶解在10ml十八烯中),形成纳米晶晶核,并保持温度在180℃~300℃温度范围内,促进晶核的生长。在保温30秒到20分钟过程中,取样测试吸收光谱,用于判断纳米晶的尺寸。等晶核长到1.5纳米到5纳米范围内的时候,撤掉加热装置,降到室温,提纯后得到CdS种子纳米晶。所得CdS种子纳米晶的光致发光谱如图1所示。
2)取0.1g提纯后的CdS种子纳米晶和5ml溶剂十八烯加入到反应装置中,排除空气和水蒸气,填入惰性气体。将惰性气体环境下的CdS种子纳米晶和溶剂一起加热到200℃~320℃,加入0.5mmol的油酸镉和1.5mmol的油酸锌,再以每分钟1ml的滴速度将2mmol十二硫醇滴加进入反应装置进行反应。重复加入油酸镉和油酸锌以及滴加硫醇4次,每次反应时间为2小时范围内,形成多层梯度CdS/CdxZn1-xS量子点。其中,CdxZn1-xS是一个逐步梯度层结构,CdxZn1-xS层结构由于Zn元素随着反应时间和温度的变化,进行不同速率的扩散,导致每层Cd和Zn元素的比例在不断变化,每层结构中x的取值范围为0≤x≤1。
3)将反应体系中加入4mol的油酸锌,再以每分钟1ml的滴速度将硫源(4mmol单质硫溶解在2ml有机磷TOP)滴加进入反应装置反应,即可得到核壳纳米晶体CdS/CdxZn1-xS/ZnS。去掉加热装置,降温至室温,然后提纯。
本实施例所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS的能带示意图如图2所示。
本实施例所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS在高倍电镜下的形貌与尺寸图如图3所示。
实施例2
本实施例的一种合成多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的方法,包括:
1)合成CdSySe1-y种子晶体。将1mmol的Cd前躯体醋酸镉和10ml溶剂辛烷混合,排出空气填入氮气,加热到180℃~300℃,快速注入硫源0.5mmol单质硫溶解在5ml十八烯中)和硒源0.5mmol单质硒粉溶解在5ml十八烯中),形成纳米晶晶核。其中,S和Se元素比为1:1。在180℃~300℃范围内保温30秒到20分钟,用于晶核的长大。根据不同反应时间和温度,取样测试吸收,判断纳米晶种子尺寸。当反应***中的纳米晶种子生长达到了3nm时,去掉加热装置,降温到室温,提纯后得到CdSySe1-y种子纳米晶,其中CdSySe1-y种子纳米晶由于反应过程中的不同温度和阴离子的反应速率等原因,导致不种子纳米晶的比例在不断变化,形成CdSySe1-y逐步梯度层结构,每层结构中y的取值范围为0≤y≤1。所得CdSySe1-y种子纳米晶的光致发光谱如图4所示。
2)将0.1g的CdSySe1-y种子纳米晶和10ml的有机溶剂十六烯加入反应装置中,排除空气和水蒸气,然后填入惰性气体。将整个反应装置加热到200℃~310℃,加入0.5mol的Cd前躯体油酸镉,再以每分钟1ml的滴加速度,将0.5mmol十二硫醇滴加进入反应体系。滴加完之后,反应体系保温30分钟到2小时,得到CdS壳层。
3)上述反应结束后,进一步提高温度到300℃~320℃范围内,加入1mmol的油酸镉和4mmol的油酸锌,再以每分钟1ml的滴速度将2.5mmol十二硫醇滴加进入反应装置。重复加入油酸镉和油酸锌以及滴加硫醇的过程3次,每次约2小时范围内,可得到核壳纳米晶体CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS,其中,CdxZn1-xS是一个逐步梯度层结构,CdxZn1-xS层结构由于Zn元素随着反应时间和温度的变化,进行不同速率的扩散,导致每层Cd和Zn元素的比例在不断变化,每层结构中x的取值范围为0≤x≤1。
4)将反应体系中加入4mmol的Zn源油酸锌,再以每分钟1ml的滴速度将硫源(4mmol单质硫溶解在2ml有机磷TOP)滴加进入反应装置,即可得到核壳纳米晶体CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS。去掉加热装置,降温至室温,然后提纯。去掉加热装置,降温至室温,然后提纯。
本实施例所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的能带示意图如图5所示。
本实施例所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS在高倍电镜下的形貌与尺寸图如图6所示。
实施例3
本实施例的一种合成多组分梯度能级核壳结构量子点CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的方法,包括:
1)合成CdSe种子晶体。将1mmol的Cd前辈躯体辛酸镉和10ml有机溶剂十二烷混合,排出空气填入氮气,加热到180℃~300℃,注入1mmol硒源(1mol的硒溶解在1ml有机磷TOP中),保温30秒到20分钟在180℃~300℃温度范围内。然后去掉加热装置,降温到室温,提纯后得到CdSe种子纳米晶。
2)将0.1g的CdSe种子纳米晶和10ml的有机溶剂十二烷加入反应装置中,排除空气和水蒸气,填入惰性气体。将1mmol的Cd前辈躯体十二酸镉和2ml有机溶剂十二烷,排出空气填入惰性气体,加热到180℃~250℃,以每分钟1ml的滴加速度滴入S源(0.5mmol单质硫溶解在1ml有机磷TOP中)和Se源(0.5mol硒溶解1ml有机磷TOP中)的混合物,在2小时内滴加完成,然后保温20分钟促进生长,形成CdSe/CdSySe1-y核壳结构,其中其中CdSySe1-y层由于反应过程中的不同温度和阴离子的反应速率等原因,导致不种子纳米晶的比例在不断变化,形成CdSySe1-y逐步梯度层结构,每层结构中y的取值范围为0≤y≤1。
3)将整个反应装置加热到200℃~310℃,加入2mmol的Cd前躯体油酸镉,再以每分钟1ml的滴加速度,将2mmol十二硫醇滴加进入反应体系。滴加完之后,反应体系保温2小时,形成CdSe/CdSySe1-y/CdS核壳结构。
4)上述反应结束后,进一步提高温度到300℃~320℃范围内,加入2mmol的油酸镉和2mmol的油酸锌,再以每分钟1ml的滴速度将4mmol十二硫醇滴加进入反应装置。重复加入油酸镉和油酸锌以及滴加硫醇的过程3次,每次约2小时范围内,可得到核壳纳米晶体CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS,其中,CdxZn1-xS是一个逐步梯度层结构,CdxZn1-xS层结构由于Zn元素随着反应时间和温度的变化,进行不同速率的扩散,导致每层Cd和Zn元素的比例在不断变化,每层结构中x的取值范围为0≤x≤1。
5)将反应体系中加入4mmol Zn源油酸锌,再以每分钟1ml的滴速度将硫源(4mol单质硫溶解在有机磷TOP中)滴加进入反应装置反应,即可得到核壳纳米晶体CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS。去掉加热装置,降温至室温,然后提纯。
本实施例所得多组分梯度能级核壳结构量子点CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的能带示意图如图7所示。其吸收与荧光光谱图如图8所示。其在高倍电镜下的形貌与尺寸图如图9所示。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多组分梯度能级核壳结构量子点,其特征在于:所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdS/CdxZn1-xS/ZnS、CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS或CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其中0≤x≤1,0≤y≤1。
2.根据权利要求1所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点,其特征在于:所述CdS/CdxZn1-xS/ZnS的光致发光范围为400~480nm;CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的光致发光范围为480~560nm;CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS的光致发光范围为560~660nm。
3.根据权利要求1所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点,其特征在于:所述多组分梯度能级核壳结构量子点的平均粒径尺寸为2~20nm。
4.根据权利要求1所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点,其特征在于:所述CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdS晶粒尺寸不超过4nm,壳层CdxZn1-xS的厚度不超过15nm,ZnS的厚度不超过4nm;在CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSySe1-y晶粒尺寸不超过5nm,壳层CdS的厚度不超过2nm,CdxZn1-xS的厚度不超过20nm,ZnS的厚度不超过4nm;在CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSe晶粒尺寸不超过5nm,壳层CdSySe1-y的厚度不超过2nm,CdS的厚度不超过1.5nm,CdxZn1-xS的厚度不超过20nm,ZnS的厚度不超过4nm。
5.根据权利要求1所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点,其特征在于:所述CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdS的光致发光范围为375~435nm;在CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSySe1-y的光致发光范围为430~500nm;在CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS量子点中,种子晶体CdSe的光致发光范围为520~580nm。
6.权利要求1所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点的制备方法,其特征在于包括如下制备步骤:
(1)所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其制备方法如下:
a)合成CdS种子晶体:将Cd源和有机溶剂经混合后通入惰性气体排除空气,加热后注入S源,形成纳米晶晶核,并保持温度为180~300℃,促进晶核生长至所需尺寸,得到CdS种子纳米晶;
b)取CdS种子纳米晶放入反应装置中,加入有机溶剂,通入惰性气体排除空气和水蒸气,加热后加入Cd源和Zn源,然后滴加S源反应,得到CdxZn1-xS壳层;
c)往步骤b)的反应体系中加入Zn源,然后滴加S源反应,即可得到多组分梯度能级核壳结构量子点CdS/CdxZn1-xS/ZnS;
(2)所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其制备方法如下:
a)合成CdSySe1-y种子晶体:将Cd源和有机溶剂经混合后通入惰性气体排除空气,加热后注入S源和Se源,形成纳米晶晶核,并保持温度为180~300℃,促进晶核生长至所需尺寸,得到CdSySe1-y种子纳米晶;
b)将CdSySe1-y种子纳米晶和有机溶剂加入反应装置中,通入惰性气体排除空气和水蒸气,加热后加入Cd源,然后滴加S源反应,得到CdS壳层;
c)步骤b)反应结束后,加热后再次加入Cd源和Zn源,然后滴加S源反应,得到CdxZn1-xS壳层;
d)往步骤c)的反应体系中加入Zn源,然后滴加S源反应,即可得到多组分梯度能级核壳结构量子点CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS;
(3)所述多组分梯度能级核壳结构量子点为CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS,其制备方法如下:
a)合成CdSe种子晶体:将Cd前躯体脂肪酸镉和有机溶剂经混合后通入惰性气体排除空气,加热后加入Se源,形成纳米晶晶核,并保持温度为180~300℃,促进晶核生长至所需尺寸,得到CdSe种子纳米晶;
b)将CdSe种子纳米晶和有机溶剂加入反应装置中,通入惰性气体排除空气和水蒸气,加热后加入Cd源,然后滴加S源和Se源反应,得到CdSySe1-y壳层;
c)步骤b)反应结束后,加热后加入Cd源,然后滴加S源反应,得到CdS壳层;
d)步骤c)反应结束后,加热后再次加入Cd源和Zn源,然后滴加S源反应,得到CdxZn1-xS壳层;
e)往步骤d)的反应体系中加入Zn源,然后滴加S源反应,即可得到多组分梯度能级核壳结构量子点CdSe/CdSySe1-y/CdS/CdxZn1-xS/ZnS。
7.根据权利要求6所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点的制备方法,其特征在于:(1)~(3)中所述Cd源是指醋酸镉、辛酸镉、十酸镉、十二酸镉、十四酸镉、十六酸镉、油酸镉或硬脂酸镉;所述S源是指溶解在有机溶剂或有机磷TOP、TBP、DDP中的硫,或者有机硫醇;所述Zn源是指醋酸锌、辛酸锌、十酸锌、十二酸锌、十四酸锌、十六酸锌、油酸锌或硬脂酸锌;所述Se源是指溶解在有机溶剂或有机磷TOP、TBP、DDP中的硒。
8.根据权利要求6所述的一种多组分梯度能级核壳结构量子点的制备方法,其特征在于:(1)~(3)中所述有机溶剂是指十八烯、十六烯、十四烯、十四烷、十二烷、十烷或辛烷。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507525A (zh) * 2022-03-10 2022-05-17 河南大学 一种完全梯度合金量子点及其制备方法
CN115873598A (zh) * 2022-12-10 2023-03-31 福州大学 具有纳米立方体结构的PN结ZnS/Cu2Se/ZnS量子阱光电材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108841373A (zh) * 2018-05-11 2018-11-20 纳晶科技股份有限公司 一种红光量子点、其合成方法及量子点发光二极管
CN108865111A (zh) * 2018-07-02 2018-11-23 中国科学院广州能源研究所 一种ZnCuInSe/ZnSe核壳结构荧光量子点及其制备方法
CN111269238A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 乐金显示有限公司 有机化合物、具有该化合物的发光二极管和发光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108841373A (zh) * 2018-05-11 2018-11-20 纳晶科技股份有限公司 一种红光量子点、其合成方法及量子点发光二极管
CN108865111A (zh) * 2018-07-02 2018-11-23 中国科学院广州能源研究所 一种ZnCuInSe/ZnSe核壳结构荧光量子点及其制备方法
CN111269238A (zh) * 2018-12-05 2020-06-12 乐金显示有限公司 有机化合物、具有该化合物的发光二极管和发光装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王胜: "高质量蓝绿色发光合金核壳纳米晶的制备及其LED应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
蔡晓军等: "核壳结构CdS/ZnS 荧光量子点的制备与荧光性能研究", 《功能材料》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114507525A (zh) * 2022-03-10 2022-05-17 河南大学 一种完全梯度合金量子点及其制备方法
CN115873598A (zh) * 2022-12-10 2023-03-31 福州大学 具有纳米立方体结构的PN结ZnS/Cu2Se/ZnS量子阱光电材料及其制备方法
CN115873598B (zh) * 2022-12-10 2023-10-31 福州大学 具有纳米立方体结构的PN结ZnS/Cu2Se/ZnS量子阱光电材料及其制备方法

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