TWI754394B - 基於具有發光摻雜劑的多殼結構的量子點 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及具有發光摻雜劑的量子點，一實施例的量子點可包括：核；以及殼，包圍上述核，可在核的內部以及核與殼之間的介面中的至少一種摻雜發光I族摻雜劑（dopant）。

Description

基於具有發光摻雜劑的多殼結構的量子點
本發明涉及量子點，更加詳細地，涉及基於具有發光摻雜劑的多殼結構的量子點。
量子點（quantum dot）是膠體半導體晶體，其具有幾納米到幾十納米的尺寸，並具有高色純度、顏色再現性及光穩定性等優點。
具體地，量子點具有可通過調節半導體結晶的粒子尺寸來控制各種範圍的發光波長，並且可進行溶液工序，使得製備工序變得簡單的優點，從而作為下一代發光物質備受關注。
另一方面，在以往的基於InP（磷化銦（indium phosphide））化合物的紅色（red）發光量子點的情況下，與綠色（green）發光量子點相比，需要將發光波長紅移（red shift），因此核（core）的尺寸比綠色發光量子點的尺寸大。
因此，在紅色發光量子點中，結晶度隨核尺寸的增加而增加，導致由核/殼晶格常數（lattice constant）的差異引起的晶格失配（lattice mismatch）增加。
這種晶格失配引起結晶應變（crystal strain）現象，從而限制結晶外延生長（crystal epitaxial growth），並在結晶中引起聲子振動（phonon vibration），從而由於光子散射（photon scattering）而導致發光特性下降。
即，為了提高量子點的光學特性，需要使結晶應變現象最小化。 [現有技術文獻] [專利文獻]
韓國授權專利第10-1984990號“發光納米結晶粒子、其製備方法及包含發光納米結晶粒子的器件” 韓國公開專利第10-2020-0034398號“硫族化物和鹵化物共存的鈣鈦礦量子點及其製備方法” 韓國公開專利第10-2008-0107578號“核/殼納米結晶及其製備方法” 韓國授權專利第10-1060231號“在表面引入電荷的半導體納米結晶及包含其的光器件” 韓國授權專利第10-1525524號“納米結晶粒子及其合成方法” 韓國授權專利第10-1774775號“合金-多殼量子點、其製備方法、合金-多殼量子點及包含其的背光單元” 韓國公開專利第10-2020-0016057號“組合物、量子點-聚合物複合體及包含其的顯示裝置” 韓國公開專利第10-2019-0136881號“InP/ZnS核-殼量子點製備方法及由此製備的InP/ZnS核-殼量子點”
[發明所欲解決之問題]
本發明的目的在於，提供一種可通過將發光I族摻雜劑摻雜到核的內部以及核與殼之間的介面來使結晶應變現象最小化的量子點。
並且，本發明的目的在於，提供一種可通過摻雜發光I族摻雜劑來提高包括量子產量（quantum yield）在內的光學特性的量子點。 [解決問題之技術手段]
本發明一實施例的量子點可包括：核；以及殼，包圍上述核，可在核的內部以及核與殼之間的介面中的至少一種摻雜發光I族摻雜劑（dopant）。
發光I族摻雜劑可以為與基於鉀（K）金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽。
可在使Ⅲ族元素前體與Ⅴ族元素前體反應的過程中注入發光I族摻雜劑來形成核。
發光I族摻雜劑可包含KI、KF、KCl、KBr、KPF 6、KPI 6、KPCl 6、KPBr 6及它們的組合中的至少一種。
相對於核的陽離子，能夠以0.1％至10％的摻雜濃度摻雜發光I族摻雜劑。
核可包含Ⅲ-Ⅴ族化合物、Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
核可包括：內核（inner-core），包含In aP b化合物（其中，a及b為正實數）；以及外核（outer-core），包含In cP d化合物（其中，c及d為滿足a＞c，b＞d的正實數）。
殼可包含Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
殼可包含內殼（inter-shell）；以及外殼（outer-shell），包圍內殼。
內殼可包含Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種，外殼可包含Ⅱ-Ⅵ族化合物。 [對照先前技術之功效]
根據一實施例，本發明可通過將發光I族摻雜劑摻雜到核的內部以及核與殼之間的介面來使結晶應變現象最小化。
根據一實施例，本發明可通過摻雜發光I族摻雜劑來提高包括量子產量（quantum yield）在內的光學特性。
以下，參照附圖來記載本文中的多種實施例。
實施例及在此所使用的術語並不用於將本文中所記載的技術限定於特定實施形態，應理解為包括該實施例的多種變更、等同物和/或代替物。
對於如下所述的多種實施例的說明，在判斷為與相關公知功能或結構有關的具體說明可能會使發明的要旨不清楚的情況下，將省略其詳細說明。
而且，後述的術語作為考慮到多種實施例中的功能來定義的術語，可隨著使用人員、操作人員的意圖或慣例等而發生改變。因此，其定義應以本說明書的整個內容為基礎來決定。
關於附圖的說明，可對類似的結構要素使用類似的附圖標記。
除非在文脈上另有明確的不同的含義，單數形式的表達可包括複數形式的表達。
在本文中，“A或B”或者“A和/或B中的至少一個”等表達方式可包括一起列出的多個專案的所有可組合的表達方式。
“第一”、“第二”、“第一個”或“第二個”等表達方式可對有關多個結構要素進行修飾，而與順序或重要度無關，為了將一個結構要素與其他結構要素進行區分而使用，並非限定有關多個結構要素。
當提及到某個（例如，第一）結構要素與其他（例如，第二）結構要素“（功能性或通信性）相連接”或者“耦合”時，上述某個結構要素可直接與上述其他結構相連接，或者可通過其他結構要素（例如，第三結構要素）來連接。
在本說明書中，“以～的方式配置（或者設置的）（configured to）”可根據情況以硬體形式或軟體形式與如“適合於～”、“具有～能力的”、“以～方式變更的”、“以～方式製造的”、“可進行～的”或者“以～方式設計的”等可交換地（interchangeably）使用。
在某些情況下，表達方式“以～方式構成的裝置”可意味著其裝置與其他裝置或多個部件一起“可進行”。
例如，文句“以執行A、B及C的方式構成（或設定的）的處理器”可意味著用於執行相關動作的專用處理器（例如，嵌入式處理器），或者可執行存儲在記憶體的一個以上軟體程式的可用於執行相關動作的通用處理器（例如，CPU或應用處理器（application processor））。
並且，術語“或”意味著“或（inclusive or）”，而不是“異或（exclusive or）”。
即，除非在文脈上另有明確的不同的含義，表達方式“x利用a或b”意味著包括性的自然排列（natural inclusive permutations）中的一種。
在如上所述的多個具體實施例中，根據所提出的具體實施例以單數或複數形式表達發明中所包括的結構要素。
然而，單數或複數形式的表達方式是對為了便於說明而提出的情況進行適當的選擇的，如上所述的多個實施例並不限定於單數或複數形式的結構要素，即使是以複數形式表示的結構要素，也可由單數形式構成，或者即使是以單數形式表示的結構要素，也可由複數形式構成。
另一方面，發明的說明中對具體實施例進行了說明，但在不脫離包括多種實施例的技術性思想的範圍的情況下，也可以進行多種變形。
因此，本發明的範圍並不局限於所說明的實施例中，不僅由後述的發明要求保護範圍所定義，而且還可以由發明要求保護範圍的均等物所定義。
圖1為用於說明本發明一實施例的量子點的圖。
參照圖1，一實施例的量子點100可通過將發光I族摻雜劑摻雜到核的內部以及核與殼之間的介面來使結晶應變現象最小化。
並且，可通過在量子點100摻雜發光I族摻雜劑來提高包括量子產量（quantum yield）在內的光學特性。
以下描述的“族（Group）”可以指元素週期表的族。
並且，“I族”可包含IA族及IB族，作為“I族”元素的例，可包含Li、Na、K、Ru、Cs，但不限於此。
“Ⅱ族”可包含ⅡA族及ⅡB族，作為第Ⅱ族元素的的例，可包含Cd、Zn、Hg及Mg，但不限於此。
“Ⅲ族”可包含ⅢA族及ⅢB族，作為Ⅲ族元素的的例，可包含Al、In、Ga及Tl，但不限於此。
“Ⅳ族”可包含ⅣA族及ⅣB族，作為Ⅳ族元素的的例，可包含Si、Ge及Sn，但不限於此。
“Ⅴ族”可包含ⅤA族，作為Ⅴ族元素的的例，可包含N、P、As、Sb及Bi，但不限於此。
“Ⅵ族”可包含ⅥA族，作為Ⅵ族元素的的例，可包含S、Se及Te，但不限於此。
一實施例的量子點100包括：核110；以及殼120，包圍核110，可在核110內部以及核110與殼120之間的介面中的至少一種摻雜發光I族摻雜劑（dopant）130。例如，發光I族摻雜劑130可以為與基於鉀（K）金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽。並且，量子點100可以為紅色發光量子點。
具體地，在InP核生長之後通過注入鹵素離子摻雜劑來在核/殼介面或殼內進行摻雜的工序的情況下，摻雜劑的主體是作為鹵化物離子的F-離子（ion），可將殼內部視為摻雜位點。
相反，由於本發明在核生長過程中注入了I族K +摻雜劑，因而在核生長的同時進行用於摻雜的工序，在此情況下，摻雜劑的主體可以是I族K +離子，並且可以是摻雜劑與鹵化物陰離子結合的鹽（salt；鹵化鉀（potassium halide））。
優選地，可將發光I族摻雜劑130摻雜到核110的內部以及核110與殼120之間的介面。
並且，發光I族摻雜劑130可包含KI、KF、KCl、KBr、KPF 6、KPI 6、KPCl 6、KPBr 6及它們的組合中的至少一種。
相對於核110的陽離子（In 3+），能夠以0.1％至10％的摻雜濃度摻雜發光I族摻雜劑130。
具體地，若以高濃度摻雜發光I族摻雜劑130，則與預期不同，導致間隙缺陷（interstitial defect），從而可能抑制光學特性。
相反，本發明以適當的摻雜濃度（相對於核的陽離子，摻雜濃度為0.1％至10％）摻雜發光I族摻雜劑130來鈍化（passivation）所產生的結晶缺陷（crystal defect；vacancy），從而可以減少具有特定波長的光子（photon）的發射（emission）和散射（scattering），由此改善量子產量（quantum yield）和半高寬（FWHM）。
核110可包含Ⅲ-Ⅴ族化合物、Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
例如，Ⅲ-Ⅴ族化合物可包含選自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb及它們的組合中的二元素化合物；選自GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InGaP、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb及它們的組合中的三元素化合物；選自GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb及它們的組合中的四元素化合物中的至少一種。
並且，Ⅱ-Ⅵ族化合物可包含選自CdSe、CdTe、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS及它們的組合中的二元素化合物；選自CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS及它們的組合中的三元素化合物；選自HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe及它們的組合中的四元素化合物中的至少一種。
作為更具體的例，核110可包含InP化合物、InGaP化合物、InAlP化合物、InBP化合物及GaP化合物中的至少一種，但優選地，核110可包含InP化合物。
核110可通過在使Ⅲ族元素前體與Ⅴ族元素前體反應的過程中注入發光I族摻雜劑130來形成。
換言之，可在核110的合成過程中注入發光I族摻雜劑130，從而可在工序中準確地摻雜到核110的內部。
核110可形成為包含內核（inner-core）及外核（outer-core）的多層（multi-layer）。
例如，能夠以與內核相同的帶隙及結構實現外核。並且，外核的厚度可以比內核相對薄。
具體地，當用單核形成對應於所需紅色波長（620nm至630nm）帶隙能量的核尺寸時，由於奧斯特瓦爾德熟化（ostwald ripening）現象，可能引起非常寬的核尺寸分佈（半高寬（FWHM）增加）。
相反，本發明可通過多層核過程形成核110來抑制奧斯特瓦爾德熟化現象，從而可維持均勻的尺寸分佈的同時形成（調節）對應於所需紅色波長（620nm至630nm）帶隙能量的核尺寸。
發光I族摻雜劑130可摻雜到內核和外核的內部、內核與外核之間的介面以及外核與殼120之間的介面上。
另一方面，內核可包含In aP b化合物（其中，a及b為正實數），外核可包含In cP d化合物（其中，c及d為滿足a＞c，b＞d的正實數）。優選地，a可以為0.30＜a＜0.40，b可以為0.25＜b＜0.35，c可以為0.15＜c＜0.20，d可以為0.125＜d＜0.175。
殼120可包含Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
殼120可包括：內殼（inter-shell）；以及外殼（outer-shell），包圍內殼，內殼可以形成為多層。
內殼可包含Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種，上述外殼可包含Ⅱ-Ⅵ族化合物。
例如，內殼可包含ZnSe化合物、ZnSeS化合物、ZnTe化合物、ZnTeSe化合物、ZnTeSeS化合物及ZnTeS化合物，外殼可包含ZnS化合物。優選地，內殼可包含ZnSe化合物及ZnSeS化合物。
並且，在多殼中，內殼能夠以可最小化核110和外殼的晶格失配（lattice mismatch）的組成比設計，由此最小化晶格失配，從而有望通過均勻的外延生長（epitaxial growth）改善光學特性（量子產量的增加及半高寬的減小）。
更加具體地，內殼可以實現為Zn eSe f/Zn gSe hS i/Zn jSe kS l多層（其中，e、f、g、h、i、j、k、l為滿足g＝j，h＞k，i＜l的正實數），優選地e可以為0.2＜e＜1.5，f可以為0.15＜f＜1.0，g可以為0.1＜g＜0.5，h可以為0.005＜h＜0.020，i可以為0.5＜i＜2.0，j可以為0.1＜j＜0.5，k可以為0.0025＜k＜0.010，l可以為1.0＜l＜4.0。
並且，內殼的Zn eSe f層可以為與核110相鄰的層，Zn jSe kS l層可以為與外殼相鄰的層。
在以下實施例中，通過圖2更加具體地說明將根據一實施例的核110及殼120實現為多層的示例。
圖2為用於說明本發明另一實施例的量子點的圖。
換言之，圖2為用於說明通過圖1說明的本發明量子點的另一示例的圖，以下，將省略通過圖2說明的內容中與通過圖1說明的內容重複的說明。
參照圖2，另一實施例的量子點200包括內核210、包圍內核210的外核220、包圍外核的內殼230以及包圍內殼230的外殼240，可在內核210、外核220、內核210與外核220之間的介面以及外核220與內殼230之間的介面中的至少一種摻雜發光I族摻雜劑250。例如，發光I族摻雜劑250可以為與基於鉀（K）金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽。
優選地，發光I族摻雜劑250可以摻雜到內核210、外核220、內核210與外核220之間的介面以及外核220與內殼230之間的介面。
並且，發光I族摻雜劑130可包含KI、KF、KCl、KBr、KPF 6、KPI 6、KPCl 6、KPBr 6及它們的組合中的至少一種。
相對於內核110及外核120的陽離子，能夠以0.1％至10％的摻雜濃度摻雜發光I族摻雜劑130。
例如，內核210可包含InaPb化合物，外核220可包含IncPd化合物，外殼240可包含ZnS化合物。
並且，內殼230可以實現為Zn eSe f/Zn gSe hS i/Zn jSe kS l多層，其中，Zn eSe f層可以為與外核220相鄰的層，Zn jSe kS l層可以為與外殼240相鄰的層。
圖3a至圖3b為用於說明本發明一實施例的量子點的光學特性的圖。
參照圖3a至圖3b，附圖標記310示出從紫外可見光譜（UV-visible spectroscopy）導出的一實施例的量子點的吸光度光譜，附圖標記320示出一實施例的量子點的光致發光（PL，photo luminescence）光譜。
在附圖標記310至320中，一實施例的量子點可包括核（core）、內殼（inter-shell）及外殼（outer-shell），可在核的內部以及核與內殼之間的介面摻雜發光I族摻雜劑。例如，發光I族摻雜劑可以為與基於鉀（K）金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽。
下表1示出摻雜到量子點核中的發光I族摻雜劑的摻雜濃度的觀察結果，下表2示出所摻雜的不同種類發光I族摻雜劑的量子點的光學特性的觀察結果。 [表1]
  ICP-AES（In 3+相对组成）
樣品（sample） K/In
去摻雜InP核（Undoping InP core） nd
KOA摻雜InP核（KOA doped InP core） 0.048（4.8％）
KI摻雜InP核（KI doped Inp core） 0.061（6.1％）
[表2]
摻雜材料（doping material） 核/內殼/外殼（core/inter-shell/outer-shell） λ QY 半高寬（FWHM）
去摻雜（undoping） InP/ZnSe/ZnSeS/Zns 617nm 77％ 43nm
磷酸鉀（potassium phosphate） （K 3PO 4） 618nm 75％ 45nm
硝酸鉀（potassium nitrate）（KNO 3） 617nm 78％ 43nm
碳酸鉀（potassium cabonate） （K 2CO 3） 616nm 81％ 43nm
油酸鉀（potassium oleate） （KOA） 618nm 86％ 42nm
六氟磷酸鉀（potassium hexafluorophosphate） （KPF 6） 624nm 88％ 43nm
碘化鉀（potassium iodide） （KI） 626nm 91％ 44nm
根據表1，在核上摻雜有與基於KOA及KI金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽（發光摻雜劑）的每個量子點中，可以確認到，相對於陽離子（In 3+），以4.8％及6.1％的摻雜濃度摻雜有發光摻雜劑。
根據附圖標記310至320以及表2，摻雜有與基於KPF6及KI金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽（發光摻雜劑）的量子點由於添加了發光摻雜劑而導致核尺寸增加，從而可以確認到，相對於以往的量子點（undoping），發光波長（λ）的紅移（red shift）現象。並且，可以確認到，基於KPF6及KI金屬的鹵化物類鹽（發光摻雜劑）通過抑制存在於核的內部以及核與殼之間的介面的缺陷（defect）及應變（strain）來使光子散射（photon scattering）最小化，從而使量子產量（QY）增加到80％以上。
圖4為用於說明本發明一實施例的量子點的製備方法的圖。
換言之，圖4為用於說明通過圖1至圖3說明的本發明的量子點的製備方法的圖，以下，將省略通過圖4說明的內容中與通過圖1至圖3說明的內容重複的說明。
參照圖4，在步驟410中，可通過一實施例的量子點的製備方法形成核（core）。
例如，核可包含Ⅲ-Ⅴ族化合物、Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
作為更具體的例，Ⅲ-Ⅴ族化合物可包含選自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb及它們的組合中的二元素化合物；選自GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InGaP、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb及它們的組合中的三元素化合物；選自GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb及它們的組合中的四元素化合物中的至少一種。
並且，Ⅱ-Ⅵ族化合物可包含選自CdSe、CdTe、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS及它們的組合中的二元素化合物；選自CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS及它們的組合中的三元素化合物；選自HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe及它們的組合中的四元素化合物中的至少一種。
優選地，在步驟410中，通過一實施例的量子點的製備方法形成的核可包含InP化合物。
在步驟410中，一實施例的量子點的製備方法可通過將核前體和溶劑混合並在規定的溫度下反應，並且諸如發光I族摻雜劑來形成摻雜有發光I族摻雜劑的核。
例如，發光I族摻雜劑可以為與基於鉀（K）金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽，相對於核的陽離子，其能夠以0.1％至10％的摻雜濃度摻雜。
換言之，可在核110的合成過程中注入發光I族摻雜劑，從而可在工序中準確地摻雜到核的內部。
例如，核前體可包含Ⅲ族元素前體和Ⅴ族元素前體的混合物或Ⅱ族元素前體、Ⅲ族元素前體和Ⅵ族元素前體的混合物。
並且，溶劑可選自由十六烷基胺等C6至C22伯胺；二辛胺等C6至C22仲胺；三辛胺等C6至C40叔胺；吡啶等含氮雜環化合物；十六烷、十八烷、十八烯和角鯊烯（squalene）等C6至C40脂族烴（例如，烷烴、烯烴、炔烴等）；苯基十二烷、苯基十四烷和苯基十六烷等C6至C30芳烴；三辛基膦等被C6至C22烷基取代的膦；三辛基氧化膦等被C6至C22烷基取代的氧化膦；苯基醚和苄基醚等C12至C22芳族醚及它們的組合組成的組中。
另一方面，在步驟410中，可通過一實施例的量子點的製備方法形成內核（inter-core），並形成包圍所形成的內核的外核（outer-core）。
例如，在步驟410中，可通過一實施例的量子點的製備方法形成包含InaPb化合物（其中，a及b為正實數）的內核以及包含IncPd化合物（其中，c及d為滿足a＞c，b＞d的正實數）的外核。
具體地，在步驟410中，一實施例的量子點的製備方法可將0.3mmol的乙酸銦（indium acetate）、10mL的1-十八烷（1-octadecane，ODE）及0.9mmol的棕櫚酸（palmitic acid，PA）放入三頸燒瓶（3-neck flask）中，並在真空下加熱到150℃，1小時後，可將反應器內的氣氛轉換為氮氣（N 2）。
然後，在步驟410中，一實施例的量子點的製備方法可在加熱到320℃之後，快速注入0.15mmol的三（三甲基甲矽烷基）膦（tris（trimethylsilyl）phosphine，TMS3P）溶液並進行反應來形成內核（第一InP核）。
然後，在步驟410中，一實施例的量子點的製備方法可通過單獨的反應器將0.2mmol的乙酸銦（indium acetate）、5mL的1-十八烷（1-octadecane，ODE）、0.6mmol的棕櫚酸（Palmitic acid，PA）及0.1mmol的三（三甲基甲矽烷基）膦（tris（trimethylsilyl）phosphine，TMS3P）外核混合物溶液緩慢滴入內核反應器中來形成外核（第二InP核）。
另一方面，在步驟410中，一實施例的量子點的製備方法可在內核及外核的形成過程中注入0.009mmol含量的鉀鹵化鹽（potassium halide）。
在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法可在所形成的核上形成內殼（inter-shell）。
例如，內殼可包含Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
作為更具體的例，內殼可包含ZnSe化合物、ZnSeS化合物、ZnTe化合物、ZnTeSe化合物、ZnTeSeS化合物及ZnTeS化合物，外殼可包含ZnS化合物。優選地，內殼可包含ZnSe化合物及ZnSeS化合物。
具體地，在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法可通過將摻雜有發光I族摻雜劑的核和內殼前體及溶劑混合並在規定的溫度下反應來形成包圍核的內殼。
例如，內殼前體可以為Ⅱ族元素前體、Ⅲ族元素前體及Ⅵ族元素前體的混合物。
另一方面，在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法可形成包圍所形成的核（或外核）的第一內殼，並在所形成的第一內殼上形成第二內殼。
優選地，第一內殼可包括ZnSe層，第二內殼可包括至少一個ZnSeS層。
具體地，在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法可形成作為第一內殼的Zn eSe f層以及作為第二內殼的Zn gSe hS i/Zn jSe kS l層（其中，e、f、g、h、i、j、k、l為滿足g＝j，h＞k，i＜l的正實數）。
更加具體地，在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法可通過將3mmol的硬脂酸鋅（Zinc stearate）快速注入到10mL的1-十八烷混合溶液中並在330℃下反應30分鐘。
然後，在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法通過注入0.5ml的1.6M濃度Se-TOP來在330℃下反應30分鐘，並連續注入0.06ml的1.6M濃度Se-TOP、2ml的2M濃度S-TOP並反應120分鐘來形成第一內殼（ZnS）/第二內殼（ZnSeS）。
另一方面，在步驟420中，一實施例的量子點的製備方法在結束反應後，將乙醇放入快速冷卻至常溫的量子點溶液中來形成沉澱物，並通過離心分離來分離上述沉澱物來將其重新分散在己烷或甲苯中。
在步驟430中，一實施例的量子點的製備方法可在所形成的內殼上形成外殼（outer-shell）。
例如，外殼可包含Ⅱ-Ⅵ族化合物，優選地，可包含ZnS化合物。
具體地，在步驟430中，一實施例的量子點的製備方法可通過將形成有內殼的核和外殼前體及溶劑混合並在規定的溫度下反應來形成包圍內殼的外殼。
例如，外殼前體可以為Ⅱ族元素前體和Ⅵ族元素前體的混合物。
最終，若利用本發明，則通過將發光I族摻雜劑摻雜到核的內部以及核與殼之間的介面，從而可使結晶應變現象最小化。
並且，摻雜有發光I族摻雜劑，從而可提高包括量子產量（quantum yield）在內的光學特性。
如上所述，儘管通過限定的實施例和附圖來對本發明進行了說明，但只要是本發明所屬技術領域的普通技術人員，就可通過這種記載進行多種修改及應變。例如，說明的技術按與說明的方法不同的順序執行，和/或說明的系統、結構、裝置電路等的結構要素與以說明的方法不同的形態結合或組合，即使通過其他結構要素或等同技術方案代替或置換，也可實現適當結果。
因此，其他實例、其他實施例及與發明要求等同的技術方案也屬於後述的發明要求保護範圍之內。
100：量子點 110：核 120：殼 130：發光I族摻雜劑
圖1為用於說明本發明一實施例的量子點的圖； 圖2為用於說明本發明另一實施例的量子點的圖； 圖3a至圖3b為用於說明一實施例的紅色發光量子點的光學特性的圖； 圖4為用於說明本發明一實施例的量子點的製備方法的圖。
100：量子點 110：核 120：殼 130：發光I族摻雜劑

Claims (8)

  1. 一種量子點，其中，包括：核，其中，上述核形成為多層(multi-layer)；以及殼，包圍上述核，在上述核的內部以及上述核與上述殼之間的介面中的至少一種摻雜發光I族摻雜劑(dopant)，其中，上述發光I族摻雜劑為與基於鉀(K)金屬的鹵化物類陰離子結合的鹽，其中，上述核包括：內核(inner-core)，包含InaPb化合物，以及外核(outer-core)，包含IncPd化合物，其中，a及b為滿足0.30<a<0.40及0.25<b<0.35的正實數，c及d為滿足0.15<c<0.20、0.125<d<0.175、a>c及b>d的正實數。
  2. 如請求項1之量子點，其中，在使Ⅲ族元素前體與V族元素前體反應的過程中注入上述發光I族摻雜劑來形成上述核。
  3. 如請求項1之量子點，其中，上述發光I族摻雜劑包含KI、KF、KCl、KBr、KPF6、KPI6、KPCl6、KPBr6及它們的組合中的至少一種。
  4. 如請求項1之量子點，其中，相對於上述核的陽離子，以0.1%至10%的摻雜濃度摻雜上述發光I族摻雜劑。
  5. 如請求項1之量子點，其中，上述核包含Ⅲ-V族化合物、Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
  6. 如請求項1之量子點，其中，上述殼包含Ⅱ-Ⅵ族化合物、Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種。
  7. 如請求項1之量子點，其中，上述殼包含：內殼(inter-shell)；以及外殼(outer-shell)，包圍上述內殼。
  8. 如請求項7之量子點，其中，上述內殼包含Ⅱ-Ⅲ-Ⅵ族化合物、Ⅲ-Ⅲ-Ⅱ-Ⅵ族化合物及它們的組合中的至少一種，上述外殼包含Ⅱ-Ⅵ族化合物。
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