CN103952136B - Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法 - Google Patents

Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103952136B
CN103952136B CN201410177779.4A CN201410177779A CN103952136B CN 103952136 B CN103952136 B CN 103952136B CN 201410177779 A CN201410177779 A CN 201410177779A CN 103952136 B CN103952136 B CN 103952136B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
doping
znse
coated
precursor solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410177779.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103952136A (zh
Inventor
解仁国
张卓磊
张颖
杨文胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jilin University
Original Assignee
Jilin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jilin University filed Critical Jilin University
Priority to CN201410177779.4A priority Critical patent/CN103952136B/zh
Publication of CN103952136A publication Critical patent/CN103952136A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103952136B publication Critical patent/CN103952136B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明的Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法属于半导体纳米材料制备技术领域。量子点结构中核为Cu掺杂的CdS量子点,在核的基础上包覆ZnSe量子壁以形成II型核壳结构,再包覆宽带隙ZnS钝化保护层,最终量子点为Cu:CdS/ZnSe/ZnS结构。本发明的量子点材料具有连续宽谱白光,具有较大的斯托克斯位移,自吸收较小,具有较高的荧光量子效率和较高的显色指数,光色在空间分布均匀,通过调节内核CdS的尺寸,外壁ZnSe的厚度以及Cu掺杂浓度可调节不同的色度坐标和色温,本发明制备的量子点材料在一定温度范围内无光色畸变现象,同时经长时间蓝光激发后,量子点仍然具有较好的光稳定性。

Description

Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法
技术领域
本发明属于半导体纳米材料制备技术领域。涉及到一种适用于蓝光LED的高显白光量子点材料及其合成方法。
背景技术
当半导体晶体的尺寸小到一定程度后(1~20纳米),其费米能级附近的电子能级由原来的准连续状态变为不连续,这一现象称为量子尺寸效应。相应的其性质主要依赖于晶体的尺寸。典型的半导体纳米晶即量子点主要包括II-VI,III-V和IV-VI族。这些量子点都表现出明显的量子尺寸效应,其性质显著不同于其体相材料。例如量子点的光学性能依赖于粒子的尺寸,其吸收和发射波长随着尺寸的变化而变化。基于这些特殊的性能,半导体量子点在生物标记、照明、显示器等领域有着重要应用。
在照明领域,白光发光二级管(LED)的出现是照明产业的第三次革命。其耗电量低、发热量小、使用寿命长,响应速度快、环保,可平面封装以及产品易于轻薄化、小型化。目前白光LED据发光形式分有三种,即多芯片组合型LED,紫光光转换型LED,蓝光光转化型LED。但是多芯片组合型LED由于红绿蓝三色LED芯片量子效率不同,各自温度和驱动电流变化不一样,随时间衰减不同,输出白光色度不稳定,封装结构比较复杂,电路实现较困难,成本高。紫光光转换型LED光通量和发光效率高,色温可调,但是高发光效率的紫外/近紫外LED芯片不易制作,价格相对昂贵,而且封装材料在紫外光的照射下容易老化,寿命缩短,最重要的是存在紫外线泄漏的安全隐患,不能应用于室内照明。而蓝光光转化型LED拥有紫光转换型LED的优点,同时成本较低,适合规模化生产,是目前应用范围最广的LED。
在传统的蓝光光转化型LED光转化材料中,掺铈钇铝石榴石荧光粉由于光谱中缺少红光成份,所产生的白光偏冷,一般显色指数较低,难以得到低色温高显色性的白光,而且由于其具有较大的粒子尺寸,很容易在LED中出现光散射和反射现象,极大地降低了器件的发光效率和能源转化效率。量子点作为新一代发光材料,具有较高的荧光量子效率,且化学稳定性和抗光氧化能力更强,消光系数更大,发光范围可以从调节尺寸大小获得,而且量子点尺寸一般小于10nm,受光散射而导致的能量消耗更小,沉积膜也更均匀。
目前的纯量子点蓝光光转化材料分为4种,第一种是不同尺寸的量子点混合材料,例如不同尺寸CdSe量子点直接混合获得白光,第二种是利用过渡金属离子(Cu,Mn)掺杂宽带隙量子点(CdS,ZnSe)型材料,第三种是量子点本征和表面态共发光型材料,例如无限小的CdSe,在450nm到700nm之间均有发光,最后一种是量子阱型材料,例如CdSe/ZnS/CdSe等。但是每一种材料均有其一定的局限性:多尺寸量子点混合型材料其吸收非常接近,具有很明显的自吸收现象,严重降低了LED的发光效率和发光稳定性;而掺杂型材料和量子阱型材料自吸收现象较少,但是发光区间有限,显色指数较低;无限小的CdSe,显色指数较高,但是荧光量子效率不高。
综上所述,现有的量子点白光材料具有一定的局限性,存在难以解决的问题和缺陷,技术有待创新和改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,克服现有技术中的不足,提供一种适用于蓝光LED的高荧光量子效率、高显色指数、无自吸收的量子点白光光转化材料以及该材料的制备方法。
本发明的技术问题可通过以下技术方案解决:
一种Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料,其结构有Cu掺杂CdS量子点核、ZnSe量子壁以及ZnS宽带隙钝化保护层;所述的Cu掺杂CdS量子点核是尺寸为2nm~5nm的Cu掺杂CdS量子点(荧光峰位560nm~750nm);所述的ZnSe量子壁是1~4层的ZnSe;所述的ZnS宽带隙钝化保护层是1~2层的ZnS。
所述的Cu掺杂CdS量子点核中掺Cu量优选为按摩尔比Cu:Cd=0.2~10:100。
一种Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料的制备方法,有Cu掺杂CdS量子点的制备、ZnSe量子壁的包覆和ZnS宽带隙钝化保护层的包覆过程;
所述的Cu掺杂CdS量子点的制备过程是,首先将醋酸铜、醋酸镉、油酸和油胺加入到十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入十二烷基巯醇;其中醋酸镉与油酸的摩尔比为1:5,醋酸镉与油胺的摩尔比为1:5,醋酸镉与十二烷基巯醇的摩尔比为1:5,醋酸铜与醋酸镉的比例优选摩尔比0.2~10:100,十八烯的用量为每摩尔醋酸镉使用25升;在氮气保护下升温至120~210℃,注入浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,其中注入的硫与醋酸镉的摩尔比为1:1,保持10分钟再降温到室温,并用氯仿和丙酮按体积比1:10比例沉淀离心三次,得到提纯的Cu掺杂CdS量子点(记为Cu:CdS,荧光峰位在560nm~750nm);
所述的ZnSe量子壁的包覆过程是,首先将提纯后的Cu掺杂CdS量子点溶于十八烯和油胺的混合液中,每摩尔Cu掺杂CdS量子点使用50升十八烯和25升油胺;在80℃抽真空通氮气后升温到150℃,按壳层组分投料,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到240℃反应15分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用量的硒阴离子前体溶液,升温到240℃反应30分钟,包覆1层ZnSe量子壁;此后保持240℃,重复0~3遍注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液反应15分钟和硒阴离子前体溶液反应30分钟,再包覆0~3层ZnSe量子壁,形成总共1~4层ZnSe量子壁,得到ZnSe包覆的Cu掺杂CdS量子点(记为Cu:CdS/ZnSe,荧光峰位480nm~550nm)溶液;
所述的ZnS宽带隙钝化保护层的包覆过程是,将ZnSe包覆的Cu掺杂CdS量子点溶液保持在150℃,按壳层组分投料,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到220℃反应30分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用量的硫阴离子前体溶液,升温到220℃反应30分钟,包覆1层ZnS宽带隙钝化保护层;此后保持220℃,重复0~1遍注入一层计算用量的锌的阳离子前体溶液和硫的阴离子前体溶液并各反应30分钟,再包覆0~1层ZnS宽带隙钝化保护层,形成总共1~2层ZnS宽带隙钝化保护层;然后加入体积比为1:10的氯仿和丙酮的混合溶剂使量子点沉淀,再离心分离,得到Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料(记为Cu:CdS/ZnSe/ZnS)。
本发明中的所有包覆过程,在包覆每一层时,按壳层组分投料用量的计算可参考文献Chem.Mater.2010,22,1439。
所述的锌阳离子前体溶液优选浓度为0.5~1mol/L的硬脂酸锌的十八烯溶液;所述的硫阴离子前体溶液优选浓度为0.5~1mol/L的单质硫的十八烯溶液;所述的硒阴离子前体溶液优选每2mmol摩尔单质硒溶解在4.9ml三辛基磷和5.1ml十八烯的混合溶剂中得到的溶液。
本发明基于能带工程理论构建了适用于蓝光LED的白光量子点材料及其制备方法,具有以下有益效果:
1、本发明制备的量子点材料具有较强的化学稳定性和抗氧化能力,具有较大的消光系数、较小的尺寸(小于8nm),减少材料在器件中的光反射和散射现象。
2、本发明制备的量子点材料吸收在400nm~460nm处,而发光在480nm~750nm,具有较大的斯托克斯位移,没有自吸收和重吸收出现影响发光效率,总体的荧光量子效率高达50%以上。
3、本发明制备的量子点材料是连续宽谱白光,具有较高的显色指数。
4、本发明制备的量子点材料属于单粒子单色基团白光系统,白光光色相对于混合基团发光在空间分布上更均匀。
5、本发明制备的量子点材料白光色温及色度坐标均可通过CdS内核尺寸,外壁厚度以及掺杂Cu浓度调节,所有白光光区内的白光材料均可制备。
6、本发明制备的量子点材料既具有Type-II核壳结构的优点,又具有Cu掺杂量子点结构的优点,在一定温度范围内无光色畸变现象,经长时间蓝光激发后,量子点仍然具有较好的光稳定性。
附图说明
图1是本发明不同尺寸Cu:CdS量子点核结构所能调节的荧光光谱范围。
图2是本发明包覆不同厚度ZnSe量子壁时所能调节的荧光光谱范围。
图3是实施例3制备的尺寸为4nm的Cu掺杂CdS量子点核的电镜照片。
图4是按实施例3、9、12的顺序制备的4nm的Cu掺杂CdS量子点核上包覆3层ZnSe量子壁的电镜照片。
图5是按实施例3、9、12、15、16的顺序制备的4nm的Cu掺杂CdS量子点核上包覆3层ZnSe量子壁后再包覆2层ZnS宽带隙钝化保护层的电镜照片。
图6是按实施例3、12、15、16、17的顺序制备的蓝光LED生成的白光色度坐标在(0.33,0.33),显色指数达到90以上的电致荧光光谱。
图7是CIE1931色度图,虚线圈中是用本发明的白光量子点材料制备的LED能够生成的白光的范围。
具体实施方式
配制各种阴、阳离子前体注入液(即前体溶液)可以按下述过程进行:取10毫摩尔的硬脂酸锌及10~20毫升的十八烯混合,抽真空通氮气加热至200℃溶解,得到0.5~1mol/L的Zn的阳离子前体注入液。取10毫摩尔的硫粉及10~20毫升十八烯混合,抽真空通氮气加热至140℃溶解,制得0.5~lmol/L的S的阴离子前体注入液。取2毫摩尔的硒粉,与11毫摩尔(4.9毫升)TOP(三辛基磷)以及5.1毫升的十八烯混合,抽真空通氮气加热到50℃溶解,得到0.2mol/L的Se的阴离子前体注入液。
以下通过四个部分的实施例具体说明本发明Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料的制备方法,包括提纯及应用:
第一部分:制备不同尺寸及不同掺杂量的Cu掺杂CdS量子点并提纯(实施例1~9):
实施例1:
首先将0.02mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至120℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到2nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液,掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=10:100,荧光量子效率为7%。
实施例2:
首先将0.02mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至150℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到3nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液,掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=10:100,荧光量子效率为7%。
实施例3:
首先将0.02mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至180℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到4nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液,掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=10:100,荧光量子效率为7%。
实施例4:
首先将0.02mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至210℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到5nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液,掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=10:100,荧光量子效率为7%。
实施例5:
首先将0.0004mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至150℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=0.2:100、荧光量子效率为5%、尺寸为3nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液。
实施例6:
首先将0.002mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至150℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=1:100、荧光量子效率为15%、尺寸为3nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液。
实施例7:
首先将0.006mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至150℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=3:100、荧光量子效率为35%、尺寸为3nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液。
实施例8:
首先将0.01mmol醋酸铜、0.2mmol醋酸镉、1mmol油酸、1mmol油胺加入到5ml十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入1mmol十二烷基巯醇;在氮气保护下升温至150℃,注入0.2ml浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,保持10分钟再降温到室温,得到掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=5:100、荧光量子效率为20%、尺寸为3nm的Cu掺杂CdS量子点核溶液。
实施例9:
将实施例1~8制备好的Cu掺杂CdS量子点核溶液温度降至室温,重复3遍“加入1毫升氯仿和10毫升乙醇的混合溶剂使量子点沉淀并用每分钟4000转的转速离心分离20分钟”,得到提纯的Cu掺杂CdS量子点。
第二部分:包覆ZnSe量子壁层(实施例10~13)
实施例10:
将实施例9获得的提纯后的Cu掺杂CdS量子点(0.2mmol)溶于10ml十八烯和5ml油胺的混合液中,在80℃抽真空通氮气后升温到150℃,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到240℃保持15分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用硒阴离子前体溶液,升温到240℃反应30分钟,包覆一层ZnSe量子壁。Zn、Se的前体注入液用量均为:第一层0.06毫升。
实施例11:
将实施例9获得的提纯后的Cu掺杂CdS量子点(0.2mmol)溶于10ml十八烯和5ml油胺的混合液中,在80℃抽真空通氮气后升温到150℃,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到240℃保持15分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用硒阴离子前体溶液,升温到240℃反应30分钟,包覆一层ZnSe量子壁;此后保持240℃,再交替注入一层计算用量的阳、阴离子前体溶液并各反应30分钟,包覆第二层ZnSe量子壁。Zn、Se的前体注入液用量均为:第一层0.06毫升,第二层0.08毫升。
实施例12:
将实施例9获得的提纯后的Cu掺杂CdS量子点(0.2mmol)溶于10ml十八烯和5ml油胺的混合液中,在80℃抽真空通氮气后升温到150℃,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到240℃保持15分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用硒阴离子前体溶液,升温到240℃反应30分钟,包覆一层ZnSe量子壁;此后保持240℃,再重复2次交替注入一层计算用量的阳、阴离子前体溶液并各反应30分钟,包覆第二层、第三层ZnSe量子壁。Zn、Se的前体注入液用量均为:第一层0.06毫升,第二层0.08毫升,第三层0.12毫升。
实施例13:
将实施例9获得的提纯后的Cu掺杂CdS量子点(0.2mmol)溶于10ml十八烯和5ml油胺的混合液中,在80℃抽真空通氮气后升温到150℃,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到240℃保持15分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用硒阴离子前体溶液,升温到240℃反应30分钟,包覆一层ZnSe量子壁;此后保持240℃,再重复3次交替注入一层计算用量的阳、阴离子前体溶液并各反应30分钟,包覆第二层、第三层和第四层ZnSe量子壁。Zn、Se的前体注入液用量均为:第一层0.06毫升,第二层0.08毫升,第三层0.12毫升,第四层0.20毫升。
第三部分:包覆ZnS宽带隙钝化保护层并提纯(实施例14~16)
实施例14:
在实施例10~13制备的核壳结构的量子点基础上,再包覆一层ZnS材料以起到无机钝化以提高量子点的化学稳定性和增强荧光量子效率的作用。使用浓度为lmol/L的Zn、S的前体注入液,将实施例10~13制备的核壳结构的量子点溶液维持在150℃,加入一层计算用量的锌的阳离子前体溶液,升温至220℃生长壳层30分钟,再注入一层计算量的硫的阴离子前体溶液,同样生长30分钟,得到结构为Cu:CdS/ZnSe/ZnS的白光量子点材料。阳、阴离子前体溶液的用量均为0.25毫升。最后获得的产品荧光量子效率达到40%。
实施例15:
在实施例10~13制备的核壳结构的量子点基础上,再包覆2层ZnS材料以起到无机钝化以提高量子点的化学稳定性和增强荧光量子效率的作用。使用浓度为lmol/L的Zn、S的前体注入液,将实施例10~13制备的核壳结构的量子点溶液维持在150℃,加入一层计算量的锌的阳离子前体溶液,升温至220℃生长壳层30分钟,再注入一层计算量的硫的阴离子前体溶液,同样生长30分钟,而后保持220℃,再交替注入阳、阴离子前体溶液并各反应30分钟,总共包覆2层ZnS材料,得到结构为Cu:CdS/ZnSe/ZnS的白光量子点材料。阳、阴离子前体溶液的用量均为:第一层0.25毫升,第二层0.32毫升,最后获得的产品荧光量子效率达到50%。
实施例16:
将实施例14~15制备好的白光量子点溶液温度降至室温,加入1毫升氯仿和10毫升丙酮的混合溶剂使量子点沉淀,然后用每分钟4000转的转速离心分离20分钟,得到提纯的Cu:CdS/ZnSe/ZnS白光量子点。
第五部分:本发明在蓝光LED上的应用
实施例17:
将实施例16制备好的白光量子点溶于氯仿配置成质量浓度为10%的溶液,搅拌并振荡直至溶液呈澄清状态。加入到1g环氧树脂固化剂EP400B中,先进行搅拌使之均匀混合,再超声15分钟,待混合物混合均匀后,将此混合物与环氧树脂固化剂EP400A按质量比1:2混合,超声处理使之均匀混合并在真空条件下除去溶液中的氯仿,随后取混合物100μL滴于LED芯片上并合上保护罩,在120℃条件下固化,制备出白光LED。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料,其结构有Cu掺杂CdS量子点核、ZnSe量子壁以及ZnS宽带隙钝化保护层;所述的Cu掺杂CdS量子点核是尺寸为2nm~5nm的Cu掺杂的CdS量子点,所述的ZnSe量子壁是1~4层的ZnSe;所述的ZnS宽带隙钝化保护层是1~2层的ZnS。
2.根据权利要求1所述的一种Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料,其特征在于,所述的Cu掺杂CdS量子点核中掺Cu量为按摩尔比Cu:Cd=0.2~10:100;
3.一种权利要求1所述的Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料的制备方法,有Cu掺杂CdS量子点的制备、ZnSe量子壁的包覆和ZnS宽带隙钝化保护层的包覆过程;
所述的Cu掺杂CdS量子点的制备过程是,首先将醋酸铜、醋酸镉、油酸和油胺加入到十八烯中,升温到80℃抽真空通氮气后加入十二烷基巯醇;其中醋酸镉与油酸的摩尔比为1:5,醋酸镉与油胺的摩尔比为1:5,醋酸镉与十二烷基巯醇的摩尔比为1:5,十八烯的用量为每摩尔醋酸镉使用25升;在氮气保护下升温至120~210℃,注入浓度为1mol/L的硫的十八烯溶液,其中注入的硫与醋酸镉的摩尔比为1:1,保持10分钟再降温到室温,并用氯仿和丙酮按体积比1:10比例沉淀离心三次,得到提纯的Cu掺杂CdS量子点;
所述的ZnSe量子壁的包覆过程是,首先将提纯后的Cu掺杂CdS量子点溶于十八烯和油胺的混合液中,每摩尔Cu掺杂CdS量子点使用50升十八烯和25升油胺;在80℃抽真空通氮气后升温到150℃,按壳层组分投料,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到240℃反应15分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用量的硒阴离子前体溶液,升温到240℃反应30分钟,包覆1层ZnSe量子壁;此后保持240℃,重复0~3遍注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液反应15分钟和硒阴离子前体溶液反应30分钟,再包覆0~3层ZnSe量子壁,形成总共1~4层ZnSe量子壁,得到ZnSe包覆的Cu掺杂CdS量子点溶液;
所述的ZnS宽带隙钝化保护层的包覆过程是,将ZnSe包覆的Cu掺杂CdS量子点溶液保持在150℃,按壳层组分投料,注入一层计算用量的锌阳离子前体溶液,升温到220℃反应30分钟,然后降温到150℃,再加入一层计算用量的硫阴离子前体溶液,升温到220℃反应30分钟,包覆1层ZnS宽带隙钝化保护层;此后保持220℃,重复0~1遍注入一层计算用量的锌的阳离子前体溶液和硫的阴离子前体溶液并各反应30分钟,再包覆0~1层ZnS宽带隙钝化保护层,形成总共1~2层ZnS宽带隙钝化保护层;然后加入体积比为1:10的氯仿和丙酮的混合溶剂使量子点沉淀,再离心分离,得到Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料;
所述的锌阳离子前体溶液是浓度为0.5~1mol/L的硬脂酸锌的十八烯溶液;所述的硫阴离子前体溶液是浓度为0.5~1mol/L的单质硫的十八烯溶液;所述的硒阴离子前体溶液是每2mmol摩尔单质硒溶解在4.9mL三辛基磷和5.1mL十八烯的混合溶剂中得到的溶液。
4.根据权利要求3所述的一种Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料的制备方法,其特征在于,在所述的Cu掺杂CdS量子点的制备过程中,醋酸铜与醋酸镉的用量按摩尔比0.2~10:100。
CN201410177779.4A 2014-04-29 2014-04-29 Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法 Expired - Fee Related CN103952136B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410177779.4A CN103952136B (zh) 2014-04-29 2014-04-29 Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410177779.4A CN103952136B (zh) 2014-04-29 2014-04-29 Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103952136A CN103952136A (zh) 2014-07-30
CN103952136B true CN103952136B (zh) 2016-05-11

Family

ID=51329497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410177779.4A Expired - Fee Related CN103952136B (zh) 2014-04-29 2014-04-29 Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103952136B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104357058B (zh) * 2014-11-21 2016-04-13 中国人民解放军济南军区联勤部疾病预防控制中心 一种强红黄光发射的多面体形CdSe/ZnSe/ZnS核壳结构量子点及其制备方法
US10377946B2 (en) 2014-12-05 2019-08-13 Shanghai Jiao Tong University Self-passivating quantum dot and preparation method thereof
CN104804732B (zh) * 2015-04-11 2017-03-08 吉林大学 一种适用于蓝光led的热稳定白光量子点的制备方法
CN107760307B (zh) * 2016-08-17 2021-03-02 苏州星烁纳米科技有限公司 一种量子点及其制备方法、背光模组和显示装置
CN106701083B (zh) * 2016-12-20 2019-03-12 东南大学 一种锰离子掺杂ⅱ型量子点荧光材料及其制备方法和应用
CN106701060A (zh) * 2016-12-22 2017-05-24 Tcl集团股份有限公司 钝化量子点膜及其制备方法
CN111244204A (zh) * 2018-11-29 2020-06-05 中国科学院大连化学物理研究所 一种具有长寿命热电子的量子点(QDs)及其制备方法
CN111117595B (zh) * 2019-10-18 2023-06-09 纳晶科技股份有限公司 蓝光核壳量子点、其制备方法以及应用
CN114015436A (zh) * 2021-11-13 2022-02-08 复旦大学 基于单相多发射多元合金量子点的白光led及其制备方法
CN114032102A (zh) * 2021-12-10 2022-02-11 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 一种量子点及其制备方法、量子点膜
CN115286252B (zh) * 2022-08-03 2023-09-22 武汉理工大学 一种ZnSe/ZnS核壳结构量子点玻璃及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101113335A (zh) * 2007-08-31 2008-01-30 武汉麦迪凯生物技术有限公司 硒化镉/硒化锌/硫化锌双壳层结构量子点的合成方法
EP2221355A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Quantum dot light emitting device having quantum dot multilayer
CN102086396A (zh) * 2010-11-25 2011-06-08 华北电力大学 一种CuInS2-ZnS/ZnSe/ZnS核壳结构半导体量子点的制备方法及其在发光器件中的应用
CN102816563A (zh) * 2012-08-29 2012-12-12 上海交通大学 一种折射率可调的二氧化硅包覆量子点的纳米复合发光材料的制法和用途
CN103184045A (zh) * 2013-05-08 2013-07-03 河南大学 Ii型核壳结构半导体纳米晶的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101113335A (zh) * 2007-08-31 2008-01-30 武汉麦迪凯生物技术有限公司 硒化镉/硒化锌/硫化锌双壳层结构量子点的合成方法
EP2221355A1 (en) * 2009-02-23 2010-08-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Quantum dot light emitting device having quantum dot multilayer
CN102086396A (zh) * 2010-11-25 2011-06-08 华北电力大学 一种CuInS2-ZnS/ZnSe/ZnS核壳结构半导体量子点的制备方法及其在发光器件中的应用
CN102816563A (zh) * 2012-08-29 2012-12-12 上海交通大学 一种折射率可调的二氧化硅包覆量子点的纳米复合发光材料的制法和用途
CN103184045A (zh) * 2013-05-08 2013-07-03 河南大学 Ii型核壳结构半导体纳米晶的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ⅱ-Ⅵ族油溶性量子点的制备、修饰及应用研究;王解兵;《中国博士学位论文全文数据库(基础科学辑)》;20130715(第07期);第A005-16页 *
Doped Quantum Dots for White-Light-Emitting Diodes Without Reabsorption of Multiphase Phosphors;Xiebing Wang等;《ADVANCED MATERIALS》;20120423(第24期);第2742–2747页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103952136A (zh) 2014-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103952136B (zh) Cu掺杂Type-II型核壳结构白光量子点材料及制备方法
CN103952137A (zh) 一种白光量子点材料及制备方法
Liao et al. Synthesis of K 2 SiF 6: Mn 4+ phosphor from SiO 2 powders via redox reaction in HF/KMnO 4 solution and their application in warm‐white LED
TWI316539B (en) Wavelength-converting converter-material, light-radiating optical component and method for its production
Chen et al. White light emitting diodes with enhanced CCT uniformity and luminous flux using ZrO 2 nanoparticles
Nyman et al. Nano-YAG: Ce mechanisms of growth and epoxy-encapsulation
JP5313173B2 (ja) pcLEDのためのドープしたガーネット製の発光団
CN102339937B (zh) 一种利用量子点荧光粉制造的白光led及其制备方法
Zhao et al. Doped quantum dot@ silica nanocomposites for white light-emitting diodes
US11180693B2 (en) Light converting luminescent composite material
CN102694110B (zh) 一种含非稀土纳米晶荧光粉的封装材料、制备方法和应用
CN103773364B (zh) 基于锰掺杂铜铟锌硫的双色荧光半导体纳米材料的制备方法
Chung et al. YAG and CdSe/ZnSe nanoparticles hybrid phosphor for white LED with high color rendering index
WO2018099082A1 (zh) 一种包覆型量子点led灯珠的封装方法
Yoo et al. Quantum dot-layer-encapsulated and phenyl-functionalized silica spheres for highly luminous, colour rendering, and stable white light-emitting diodes
CN101289617A (zh) 用于白光二极管与无机荧光粉的复合材料
CN104868041A (zh) 全碳基量子点混合荧光粉led及其制备方法
CN110129054A (zh) 核壳量子点及其制备方法、量子点光电器件
CN106356368A (zh) 一种量子点led背光光源结构及显示装置
CN101186818A (zh) 蓝紫光或蓝光激发的荧光体及制造方法与封装的白光二极管
Naixu et al. Luminescent properties and energy transfer of color-tunable Sr3Y2 (SiO3) 6: Ce3+, Tb3+ phosphors
CN103254901A (zh) 一种宽频梯度led荧光粉及其制备方法
CN109054811A (zh) 硫化物红色荧光粉及其制备方法和采用该荧光粉的发光装置
CN202048398U (zh) 一种白光led光源
Liu et al. White light-emitting properties and application testing of Eu3+ co-doped Gd5Si2BO13: Dy3+ phosphors with energy transfer between Dy3+ and Eu3+

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160511

Termination date: 20170429

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee