WO2017188583A1 - 3족원소 도핑된 cdse 양자점 및 그 제조 방법 - Google Patents

3족원소 도핑된 cdse 양자점 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017188583A1
WO2017188583A1 PCT/KR2017/002322 KR2017002322W WO2017188583A1 WO 2017188583 A1 WO2017188583 A1 WO 2017188583A1 KR 2017002322 W KR2017002322 W KR 2017002322W WO 2017188583 A1 WO2017188583 A1 WO 2017188583A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cdse
group
doped
quantum dot
core
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/002322
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김지용
박찬우
류호현
이규동
Original Assignee
나노캠텍 주식회사
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 나노캠텍 주식회사 filed Critical 나노캠텍 주식회사
Publication of WO2017188583A1 publication Critical patent/WO2017188583A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/88—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing selenium, tellurium or unspecified chalcogen elements

Definitions

  • the present invention relates to CdSe quantum dots, and more particularly, to a Group 3 element-doped CdSe quantum dot such as gallium (Ga) and a method of manufacturing the same, which do not affect the half width.
  • quantum dots are materials whose band gap is adjustable according to their size, and thus the fluorescence characteristics can be varied by varying the size of the quantum dots.
  • the quantum dots have several optical properties, such as narrow and adjustable spectrum, symmetric emission spectrum, and photochemical stability from the outside compared to organic pigments in fluorescence properties.
  • quantum dots can be used in various fields, for example, in light emitting devices (LEDs), photovoltaic devices, and biological displays.
  • CdSe quantum dots are cadmium selenide (CdSe) quantum dots. Recently, in order to improve the electrical and optical characteristics of CdSe quantum dots, CdSe quantum dots doped with metals such as manganese (Mn) and copper (Cu) have been proposed.
  • Mn manganese
  • Cu copper
  • One object of the present invention is to provide a CdSe quantum dot that is excellent in electrical and optical characteristics and does not affect the half width.
  • Group 3 element-doped CdSe quantum dot according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a CdSe core; A CdS shell surrounding the CdSe core; And a Zn-containing shell surrounding the CdS shell, wherein at least one of the CdSe core and the CdS shell is doped with a Group 3 element.
  • the Group 3 element may be doped in the central portion of the CdSe core.
  • the Group 3 element may be doped to the edge portion of the CdSe shell.
  • the Group 3 element may be doped in the CdS shell.
  • the Group 3 element may be gallium (Ga).
  • the Zn-containing shell may include at least one of ZnS, ZnSe, and ZnSeS.
  • a method for preparing a group 3 element-doped CdSe quantum dot comprising: (a) reacting a Cd-containing compound and a Se-containing compound in an organic solvent to form a CdSe core; (b) reacting the Cd-containing compound and the S-containing compound in an organic solvent containing the CdSe core to form a CdS shell surrounding the CdSe core; And (c) reacting the Zn-containing compound and the S-containing compound in an organic solvent including a CdS shell surrounding the CdSe core to form a Zn-containing shell surrounding the CdS core, wherein the CdSe core and CdS And doping the group III element to at least one of the cores.
  • the CdSe quantum dot manufacturing method in the step (a), by reacting a group III element-containing compound together, to form a CdSe core doped with a group III element in the center.
  • the CdSe quantum dot manufacturing method after the step (a), by reacting a group III element containing compound in an organic solvent containing the CdSe core, to form a CdSe core doped with a group III element at the edge portion have.
  • the Group 3 element-containing compound in the step (b), may be reacted together to form a CdS shell doped with Group 3 elements.
  • the Group 3 element may be gallium (Ga).
  • the Zn-containing shell may include at least one of ZnS, ZnSe, and ZnSeS.
  • the CdSe quantum dot has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and at least one of the CdSe core or the CdS shell is doped with a group III element such as Ga.
  • FIG. 1 illustrates a structure of a quantum dot according to an exemplary embodiment of the present invention, which has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and shows a structure in which a group 3 element is doped at the center of the CdSe.
  • FIG. 2 shows a structure of a quantum dot according to another embodiment of the present invention, which has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and shows a structure in which a group 3 element is doped at the edge of the CdSe.
  • FIG. 3 shows a structure of a quantum dot according to another embodiment of the present invention, which has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and shows a structure in which a group 3 element is doped in the CdS core.
  • a group 3 element-doped CdSe quantum dot includes a CdSe core, a CdS shell surrounding the CdSe core, and a Zn-containing shell surrounding the CdS shell.
  • at least one of the CdSe core and the CdS core is doped with a group III element.
  • Group 3 elements doped in the CdSe core or CdS core may be indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), or the like, more preferably gallium.
  • the CdSe core and the CdS core surrounding the present invention may have a structure in which CdSe and CdS form an interface and are bonded to each other.
  • the CdS core and Zn-containing shell surrounding the present invention may have a structure in which CdS and ZnS form an interface and are bonded.
  • the Zn-containing shell is a material having a relatively large band gap, and due to the band gap difference with the core, contributes to the realization of greater quantum efficiency than when only the CdSe / CdS core is present.
  • a Zn-containing shell may comprise one or more of ZnS, ZnSe, ZnSeS.
  • FIG. 1 illustrates a structure of a quantum dot according to an exemplary embodiment of the present invention, which has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and shows a structure in which a group 3 element is doped at the center of the CdSe.
  • the group 3 element is doped in the center of the CdSe core.
  • each of the CdSe core, CdS shell and Zn containing shell can be synthesized under an organic solvent.
  • a CdSe core doped with a Group 3 element at the center may be manufactured by reacting a Group 3 element-containing compound together with the Cd-containing compound and Se-containing compound during the preparation of the CdSe core.
  • FIG. 2 shows a structure of a quantum dot according to another embodiment of the present invention, which has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and shows a structure in which a group 3 element is doped at the edge of the CdSe.
  • the group 3 element is doped at the edge of the CdSe core.
  • the CdSe core doped at the edge of the Group 3 element can be prepared by reacting the Group 3 element-containing compound in the organic solvent.
  • FIG. 3 shows a structure of a quantum dot according to another embodiment of the present invention, which has a CdSe core / CdS shell / Zn-containing shell structure, and shows a structure in which a group 3 element is doped in the CdS core.
  • Group 3 elements may be doped into the CdS shell.
  • the CdS shell doped with the Group 3 element is reacted by reacting the Group 3 element-containing compound together with the Cd-containing compound and the S-containing compound in the organic solvent. It can manufacture.
  • Group 3 element-doped CdSe quantum dots shown in Figures 1 to 3 can be prepared by the following method.
  • the Cd-containing compound and the Se-containing compound are reacted in an organic solvent to form a CdSe core.
  • Cd-containing compound cadmium oxide (CdO), cadmium acetate (Cd (OAc) 2 ), and the like may be used.
  • the Cd-containing compound and the S-containing compound are reacted in an organic solvent containing a CdSe core to form a CdS shell surrounding the CdSe core.
  • the Zn-containing compound and the S-containing compound are reacted in an organic solvent including a CdS shell surrounding the CdSe core to form a Zn-containing shell surrounding the CdS core.
  • Zn-containing compounds include dimethyl zinc, diethyl zinc, zinc acetate (Zn (OAc) 3 ), zinc acetylacetonate, zinc iodide, zinc bromide Zinc bromide, zinc chloride, zinc fluoride, zinc carbonate, zinc cyanide, zinc nitrate, zinc nitrate, zinc oxide, Zinc peroxide, zinc perchlorate or zinc sulfate may be used.
  • hexadecylamine, trioctylamine, octadecene, octadecane, trioctylphosphine, oleylamine, etc. may be used as the organic solvent, and these may be used alone or in combination of two or more thereof. .
  • oleic acid stearic acid, palmitic acid, hexyl phosphonic acid, n-octyl phosphonic acid ( n-octyl phosphonic acid, tetratradecyl phosphonic acid, octadecyl phosphonic acid, n-octyl amine, myristic acid or hexadecyl Dispersants, such as hexadecyl amine, may be added.
  • the Group 3 element may be at least one of gallium (Ga), indium (In), and aluminum (Al), more preferably gallium (Ga).
  • An example of a gallium containing compound can be given gallium acetate (Ga (OAc) 3 ).
  • the Cd-containing compound and the Se-containing compound may be reacted together to form a CdSe core doped with a Group 3 element in the center.
  • the Group 3 element-containing compound may be reacted in an organic solvent including the CdSe core to form the CdSe core doped with the Group 3 element at the edge portion.
  • the Group 3 element-containing compound in the process of forming the CdS shell, may be reacted together with the Cd-containing compound and the S-containing compound to form a CdS shell doped with the Group 3 element.
  • the step of producing a group 3 element-doped core and the step that is not is preferably performed separately from each other.
  • Group 3 elements such as gallium, which are highly reactive, are more likely to lose electrical or optical properties through side reactions such as oxidation reactions or to cause defects in quantum dots.
  • separate gallium crystals may be grown on the core due to the high reactivity of Group III elements such as gallium.
  • Zn (OA) 3 was dropped at 300 ° C. for 1 hour to prepare a ZnS shell. After cooling, it was washed with chloroform / acetone.
  • Zn (OA) 3 was dropped at 300 ° C. for 1 hour to prepare a ZnS shell. After cooling, it was washed with chloroform / acetone.
  • Zn (OA) 3 was dropped at 300 ° C. for 1 hour to prepare a ZnS shell. After cooling, it was washed with chloroform / acetone.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

반치폭에 영향을 주지 않는 3족 원소 도핑된 CdSe 양자점 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 3족 원소 도핑된 CdSe 양자점은 CdSe 코어, 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘 및 상기 CdS 쉘을 감싸는 Zn 함유 쉘을 포함하고, 상기 CdSe 코어 및 CdS 쉘 중 하나 이상에는 3족 원소가 도핑되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

3족원소 도핑된 CDSE 양자점 및 그 제조 방법
본 발명은 CdSe 양자점에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반치폭에 영향을 미치지 않는, 갈륨(Ga)과 같은 3족원소 도핑된 CdSe 양자점 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
양자점에 대한 가장 흥미로운 기대는 양자점은 그 크기에 따라서 밴드 갭이 조절 가능한 물질이고 그로 인해 양자점의 크기를 달리함으로서 형광 특징을 다양하게 조절할 수 있다는 사실이다.
특히, 양자점은 형광 특성에 있어서 유기 색소와 비교했을 때, 스펙트럼이 좁고 조절가능하며, 대칭적인 방출 스펙트럼을 가지고 있을 뿐만 아니라 외부에서의 광화학적 안정성을 갖는 등 몇 가지 광학적 특성의 장점을 가지고 있다.
이러한 이유 때문에, 양자점은 예를 들어 발광소자(LED), 광 발전 기기 및 생체표시 등의 기술분야에서 다양하게 응용될 수 있다.
일반적으로 잘 알려진 양자점은 카드뮴셀레나이드(CdSe) 양자점이다. 그리고, 최근에는 CdSe 양자점의 전기적, 광학적 특성을 개선하기 위하여, 망간(Mn), 구리(Cu) 등의 금속이 도핑된 CdSe 양자점이 제안되어 있다.
그러나, 망간, 구리 등이 도핑된 CdSe 양자점의 경우, 반치폭(Full Width at Half Maximum; FWHM)의 증가 혹은 양자 효율 감소 등의 문제점이 있다.
본 발명의 하나의 목적은 전기적, 광학적 특성이 우수하며, 반치폭에 영향을 주지 않는 CdSe 양자점을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 반치폭에 영향을 주지 않는 CdSe 양자점을 제조하는데 적합한 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 3족원소 도핑된 CdSe 양자점은 CdSe 코어; 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘; 및 상기 CdS 쉘을 감싸는 Zn 함유 쉘;을 포함하고, 상기 CdSe 코어 및 CdS 쉘 중 하나 이상에는 3족 원소가 도핑되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 3족 원소는 상기 CdSe 코어의 중앙부에 도핑되어 있을 수 있다.
또한, 상기 3족 원소는 상기 CdSe 쉘의 가장자리부에 도핑되어 있을 수 있다.
또한, 상기 3족 원소는 상기 CdS 쉘에 도핑되어 있을 수 있다.
한편, 상기 3족 원소는 갈륨(Ga)일 수 있다.
또한, 상기 Zn 함유 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnSeS 중 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 3족원소 도핑된 CdSe 양자점 제조 방법은 (a) 유기 용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 Se 함유 화합물을 반응시켜 CdSe 코어를 형성하는 단계; (b) 상기 CdSe 코어가 포함된 유기 용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 S 함유 화합물을 반응시켜, 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘을 형성하는 단계; 및 (c) 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘이 포함된 유기 용매 내에서 Zn 함유 화합물 및 S 함유 화합물을 반응시켜, 상기 CdS 코어를 감싸는 Zn 함유 쉘을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 CdSe 코어 및 CdS 코어 중 하나 이상에 3족 원소를 도핑하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 CdSe 양자점 제조 방법은, 상기 (a) 단계에서, 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시켜, 중앙부에 3족 원소가 도핑된 CdSe 코어를 형성할 수 있다.
또한, 상기 CdSe 양자점 제조 방법은, 상기 (a) 단계 이후, 상기 CdSe 코어를 포함하는 유기 용매 내에서 3족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 가장자리부에 3족 원소가 도핑된 CdSe 코어를 형성할 수 있다.
또한, 상기 CdSe 양자점 제조 방법은, 상기 (b) 단계에서, 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시켜, 3족 원소가 도핑된 CdS 쉘을 형성할 수 있다.
또한, 상기 3족 원소는 갈륨(Ga)일 수 있다.
또한, 상기 Zn 함유 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnSeS 중 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 CdSe 양자점의 경우, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdSe 코어 또는 CdS 쉘 중 하나 이상에 Ga와 같은 3족 원소가 도핑되어 있다.
그 결과, 반치폭(FWHM)이 늘어나지 않고, 26~28nm인 그린 또는 레드의 양자점이 구현될 수 있었다. 따라서, 반치폭이 늘어나거나 양자 효율 감소가 문제시되는 종래의 Mn이나 Cu가 도핑된 CdSe 양자점에 비해 전기적 및 광학적 특성이 우수한 CdSe 양자점을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양자점의 구조를 나타낸 것으로, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdSe 중앙부에 3족 원소가 도핑된 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양자점의 구조를 나타낸 것으로, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdSe 가장자리부에 3족 원소가 도핑된 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양자점의 구조를 나타낸 것으로, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdS 코어에 3족 원소가 도핑된 구조를 나타낸 것이다.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 3족 원소 도핑된 CdSe 양자점 및 그 제조 방법에 대하여, 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 3족원소 도핑된 CdSe 양자점은 CdSe 코어, 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘 및 상기 CdS 쉘을 감싸는 Zn 함유 쉘을 포함한다. 이때, 본 발명의 경우, 상기 CdSe 코어 및 CdS 코어 중 하나 이상에 3족 원소가 도핑되어 있다. CdSe 코어 또는 CdS 코어에 도핑되는 3족 원소는 인듐(In), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga) 등이 될 수 있으며, 보다 바람직하게는 갈륨이다.
한편, 본 발명의 CdSe 코어 및 이를 둘러싸는 CdS 코어는 CdSe와 CdS가 계면을 형성하여 접합된 구조를 취할 수 있다. 마찬가지로, 본 발명의 CdS 코어 및 이를 둘러싸는 Zn 함유 쉘은 CdS와 ZnS가 계면을 형성하여 접합된 구조를 취할 수 있다.
또한, Zn 함유 쉘은 상대적으로 큰 밴드 갭을 갖는 물질로서, 코어와의 밴드 갭 차이에 의해, CdSe / CdS 코어만 존재하는 경우에 비하여 더 큰 양자 효율을 구현하는데 기여한다. 이러한 Zn 함유 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnSeS 중 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양자점의 구조를 나타낸 것으로, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdSe 중앙부에 3족 원소가 도핑된 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 3족 원소는 CdSe 코어의 중앙부에 도핑되어 있다.
이러한 도 1의 구조에서, CdSe 코어, CdS 쉘 및 Zn 함유 쉘 각각은 유기용매 하에서 합성될 수 있다. 그리고, CdSe 코어 제조시에 Cd 함유 화합물, Se 함유 화합물과 함께 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시킴으로써 3족 원소가 중앙부에 도핑된 CdSe 코어를 제조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양자점의 구조를 나타낸 것으로, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdSe 가장자리부에 3족 원소가 도핑된 구조를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 3족 원소는 CdSe 코어의 가장 자리부에 도핑되어 있다.
유기용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 Se 함유 화합물을 반응시켜 CdSe 코어 제조한 후에, 유기용매 내에서 3족 원소 함유 화합물을 반응시킴으로써 3족 원소가 가장자리에 도핑된 CdSe 코어를 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 양자점의 구조를 나타낸 것으로, CdSe 코어 / CdS 쉘 / Zn 함유 쉘 구조를 가지며, CdS 코어에 3족 원소가 도핑된 구조를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 3족 원소는 상기 CdS 쉘에 도핑되어 있을 수 있다.
유기용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 Se 함유 화합물을 반응시켜 CdSe 코어 제조한 후에, 유기용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 S 함유 화합물과 함께 3족 원소 함유 화합물을 반응시킴으로써 3족 원소가 도핑된 CdS 쉘을 제조할 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 3족원소 도핑된 CdSe 양자점은 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
우선, 유기 용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 Se 함유 화합물을 반응시켜 CdSe 코어를 형성한다.
Cd 함유 화합물은 산화카드뮴(CdO), 카드뮴 아세테이트(Cd(OAc)2) 등이 이용될 수 있다.
다음으로, CdSe 코어가 포함된 유기 용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 S 함유 화합물을 반응시켜, CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘을 형성한다.
다음으로, CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘이 포함된 유기 용매 내에서 Zn 함유 화합물 및 S 함유 화합물을 반응시켜, CdS 코어를 감싸는 Zn 함유 쉘을 형성한다.
Zn 함유 화합물로는 디메틸 아연(dimethyl zinc), 디에틸 아연(diethyl zinc), 아연 아세테이트(Zn(OAc)3), 아연 아세틸아세토네이트(Zinc acetylacetonate), 아연 아이오다이드(Zinc iodide), 아연 브로마이드(Zinc bromide), 아연 클로라이드(Zinc chloride), 아연 플루오라이드(Zinc fluoride), 아연 카보네이트(Zinc carbonate), 아연 시아나이드(Zinc cyanide), 아연 나이트레이트(Zinc nitrate), 아연 옥사이드(Zinc oxide), 아연 퍼옥사이드(Zinc peroxide), 아연 퍼클로레이트(Zinc perchlorate) 또는 아연 설페이트(Zinc sulfate) 등이 사용될 수 있다.
각 단계에서, 유기 용매로는 헥사데실아민, 트리옥틸아민, 옥타데센, 옥타데칸, 트리옥틸포스핀, 올레일아민 등이 이용될 수 있으며, 이들이 단독으로 혹은 2종 이상 혼합되어 이용될 수 있다.
또한, 분산성 향상을 위하여, 유기 용매에, 올레인산(oleic acid), 스테아르산(stearic acid), 팔미트산(palmitic acid), 헥실 포스포닉산(hexyl phosphonic acid), n-옥틸 포스포닉산(n-octyl phosphonic acid), 테트라데실 포스포닉산(tetradecyl phosphonic acid), 옥타데실 포스포닉산(octadecyl phosphonic acid), n-옥틸 아민(n-octyl amine), 미리스틱산(myristic acid) 또는 헥사데실 아민(hexadecyl amine) 등과 같은 분산제가 첨가될 수 있다.
이때, CdSe 코어 및 CdS 쉘 중 하나 이상에 3족 원소를 도핑한다. 3족 원소는 갈륨(Ga), 인듐(In) 및 알루미늄(Al) 중 1종 이상일 수 있으며, 보다 바람직하게는 갈륨(Ga)을 포함할 수 있다. 갈륨 함유 화합물의 예로는 갈륨 아세테이트(Ga(OAc)3)를 제시할 수 있다.
3족 원소를 도핑하는 예는 다음과 같다.
우선, 도 1에 도시된 예의 경우, CdSe 코어 형성 과정에서, Cd 함유 화합물과 Se 함유 화합물과 더불어 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시켜, 중앙부에 3족 원소가 도핑된 CdSe 코어를 형성할 수 있다.
또한, 도 2에 도시된 예의 경우, CdSe 코어를 형성한 후에, CdSe 코어를 포함하는 유기 용매 내에서 3족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 가장자리부에 3족 원소가 도핑된 CdSe 코어를 형성할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 예의 경우, CdS 쉘을 형성하는 과정에서, Cd 함유 화합물과 S 함유 화합물과 함께 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시켜, 3족 원소가 도핑된 CdS 쉘을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명에서, 3족 원소 도핑된 코어를 제조하는 단계와 그렇지 않은 단계는 서로 구분되어 수행되는 것이 바람직하다. 이들 단계들을 동시에 수행하는 경우, 반응성이 높은 갈륨과 같은 3족 원소가 산화 반응과 같은 부반응을 통해 전기적 또는 광학적 특성을 상실하거나, 양자점의 결함을 초래할 가능성이 높기 때문이다. 아울러, 갈륨과 같은 3족 원소의 높은 반응성으로 인해 코어 상에 별개의 갈륨 결정이 성장될 수도 있다.
이하에서는 제조예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 이 제조예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다 할 것이다.
제조예 1
- 중앙부에 Ga 도핑된 CdSe 코어를 포함한 CdSe 양자점 제조
CdO 0.2mmol, Oleic acid 0.15mmol 및 Stearic acid 0.1mmol를 1-octadecene 15ml 및 Trioctylamine 25ml 혼합 용매에 용해하였다. 이후 용액을 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이어서, Cd(OA)2 complex Clear 용액을 용액 내에 투입하고, 300℃에서 1시간동안 반응시켰다. 이후, 300℃에서 Ga(OA)2 stock 1-octadecene solution 5ml를 용액에 주입하여 반응시켰다. 이후, 300℃에서 Se-TOP 1.5ml를 주입하고, 반응시켰다. 이때, Se-TOP을 20초동안 반응시킬 경우 그린 파장을 나타내며, 5분동안 반응시킬 경우 레드 파장을 나타내었다. 이후, 냉각 및 클로로포름/아세톤으로 세척하여, 중앙부에 Ga 도핑된 CdSe 코어를 제조하였다.
1-octadecene 30ml에 CdO 1.2mmol 및 Oleic acid 2.4mmol을 용해하였다. 이후 용액을 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이어서, 300℃로 승온 후, Cd(OA)2 complex Clear 용액을 용액 내에 투입하고, 1시간동안 반응시켰다. 냉각 후, 중앙부에 Ga 도핑된 CdSe 코어 10mg이 함유된 톨루엔을 주입하고, 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이후, 280℃에서 S-TOP을 주입 후, 20분간 반응시켜, CdS 쉘부를 제조하였다.
이후, 300℃에서 1시간동안 Zn(OA)3를 드롭하여 ZnS 쉘을 제조하였다. 이후, 냉각 후 클로로포름/아세톤으로 세척하였다.
제조예 2
- 가장자리에 Ga 도핑된 CdSe 코어를 포함한 CdSe 양자점 제조
CdO 0.2mmol, Oleic acid 0.15mmol 및 Stearic acid 0.1mmol를 1-octadecene 15ml 및 Trioctylamine 25ml 혼합 용매에 용해하였다. 이후 용액을 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이어서, Cd(OA)2 complex Clear 용액을 용액 내에 투입하고, 300℃에서 1시간동안 반응시켰다. 이후, Se-TOP 1.5ml를 주입하고, 300℃에서 반응시켰다. 이때, Se-TOP을 20초동안 반응시킬 경우 그린 파장을 나타내며, 5분동안 반응시킬 경우 레드 파장을 나타내었다. 냉각 후, 상온에서 Ga(OA)3 stock 1-octadecen solution 20ml를 용액에 주입한 후, 200℃로 승온하여 1시간동안 반응시켰다. 이후, 냉각 및 클로로포름/아세톤으로 세척하여, 가장자리부에 Ga 도핑된 CdSe 코어를 제조하였다.
1-octadecene 30ml에 CdO 1.2mmol 및 Oleic acid 2.4mmol을 용해하였다. 이후 용액을 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이어서, Cd(OA)2 complex Clear 용액을 용액 내에 투입하고, 300℃에서 1시간동안 반응시켰다. 냉각 후, 가장자리부에 Ga 도핑된 CdSe 코어 10mg이 함유된 톨루엔을 주입하고, 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이후, S-TOP을 280℃에서 5ml 주입 후, 20분간 반응시켜, CdS 쉘부를 제조하였다.
이후, 300℃에서 1시간동안 Zn(OA)3를 드롭하여 ZnS 쉘을 제조하였다. 이후, 냉각 후 클로로포름/아세톤으로 세척하였다.
제조예 3
- Ga 도핑된 CdS 쉘부를 포함한 CdSe 양자점 제조
CdO 0.2mmol, Oleic acid 0.15mmol 및 Stearic acid 0.1mmol를 1-octadecene 15ml 및 Trioctylamine 25ml 혼합 용매에 용해하였다. 이후 용액을 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이어서, Cd(OA)2 complex Clear 용액을 용액 내에 투입하고, 300℃에서 1시간동안 반응시켰다. 이후, SeS-TOP 1.5ml를 주입하고, 300℃에서 반응시켰다. 이때, Se-TOP을 20초동안 반응시킬 경우 그린 파장을 나타내며, 5분동안 반응시킬 경우 레드 파장을 나타내었다. 이후, 냉각 및 클로로포름/아세톤으로 세척하여, CdSe 코어를 제조하였다.
이후, 1-octadecene 30ml에 CdO 1.2mmol 및 Oleic acid 2.4mmol을 용해하였다. 이후 용액을 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다. 이어서, Cd(OA)2 complex Clear 용액을 용액 내에 투입하고, 300℃에서 1시간동안 반응시켰다. 냉각 후, CdSe 코어 10mg이 함유된 톨루엔을 주입하고, 120℃로 승온한 후, 진공 탈가스를 실시하였다.
냉각 후, 상온에서 Ga(OA)3 1-octadecen solution 20ml를 용액에 주입한 후, 200℃로 승온하여 1시간동안 반응시켰다. 이후, S-TOP을 200℃에서 5ml 주입 후, 20분간 반응시킨 후 300℃로 승온하였다.
이후, 300℃에서 1시간동안 Zn(OA)3를 드롭하여 ZnS 쉘을 제조하였다. 이후, 냉각 후 클로로포름/아세톤으로 세척하였다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. CdSe 코어;
    상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘; 및
    상기 CdS 쉘부를 감싸는 Zn 함유 쉘;을 포함하고,
    상기 CdSe 코어 및 CdS 쉘 중 하나 이상에는 3족 원소가 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3족 원소는 상기 CdSe 코어의 중앙부에 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3족 원소는 상기 CdSe 코어의 가장자리부에 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3족 원소는 상기 CdS 쉘부에 도핑되어 있는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점.
  5. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서,
    상기 3족 원소는 갈륨(Ga)인 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점.
  6. 제1항 내지 제4항 중 한 항에 있어서,
    상기 Zn 함유 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnSeS 중 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점.
  7. (a) 유기 용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 Se 함유 화합물을 반응시켜 CdSe 코어를 형성하는 단계;
    (b) 상기 CdSe 코어가 포함된 유기 용매 내에서 Cd 함유 화합물 및 S 함유 화합물을 반응시켜, 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 CdSe 코어를 감싸는 CdS 쉘이 포함된 유기 용매 내에서 Zn 함유 화합물 및 S 함유 화합물을 반응시켜, 상기 CdS 쉘을 감싸는 Zn 함유 쉘을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 CdSe 코어 및 CdS 쉘 중 하나 이상에 3족 원소를 도핑하는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 CdSe 양자점 제조 방법은, 상기 (a) 단계에서, 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시켜, 중앙부에 3족 원소가 도핑된 CdSe 코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 CdSe 양자점 제조 방법은, 상기 (a) 단계 이후, 상기 CdSe 코어를 포함하는 유기 용매 내에서 3족 원소 함유 화합물을 반응시켜, 가장자리부에 3족 원소가 도핑된 CdSe 코어를 형성하는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 CdSe 양자점 제조 방법은, 상기 (b) 단계에서, 3족 원소 함유 화합물을 함께 반응시켜, 3족 원소가 도핑된 CdS 쉘을 형성하는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점 제조 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 한 항에 있어서,
    상기 3족 원소는 갈륨(Ga)인 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점 제조 방법.
  12. 제7항 내지 제10항 중 한 항에 있어서,
    상기 Zn 함유 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnSeS 중 1종 이상의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 CdSe 양자점 제조 방법.
PCT/KR2017/002322 2016-04-26 2017-03-03 3족원소 도핑된 cdse 양자점 및 그 제조 방법 WO2017188583A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160051082A KR20170122029A (ko) 2016-04-26 2016-04-26 3족원소 도핑된 CdSe 양자점 및 그 제조 방법
KR10-2016-0051082 2016-04-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017188583A1 true WO2017188583A1 (ko) 2017-11-02

Family

ID=60159821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/002322 WO2017188583A1 (ko) 2016-04-26 2017-03-03 3족원소 도핑된 cdse 양자점 및 그 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20170122029A (ko)
WO (1) WO2017188583A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101981975B1 (ko) * 2017-11-22 2019-08-29 주식회사 에이피씨티 청색 발광 양자점 및 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120138101A (ko) * 2011-06-14 2012-12-24 주식회사 큐디솔루션 코어-다중쉘 구조의 양자점 및 이의 제조방법
US9174186B2 (en) * 2007-08-17 2015-11-03 University Of Florida Research Foundation, Inc. Supercrystalline colloidal particles and method of production

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9174186B2 (en) * 2007-08-17 2015-11-03 University Of Florida Research Foundation, Inc. Supercrystalline colloidal particles and method of production
KR20120138101A (ko) * 2011-06-14 2012-12-24 주식회사 큐디솔루션 코어-다중쉘 구조의 양자점 및 이의 제조방법

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUO, HONGFU ET AL.: "Synthesis and Characterization of Gallium-doped CdSe Quantum Dots", THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, vol. 119, no. 19, 2015, pages 10749 - 10757, XP055438282 *
TALAPIN, DMITRI V. ET AL.: "CdSe/CdS/ZnS and CdSe/ZnSe/ZnS Core-shell-shell Nanocrystals", THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, vol. 108, no. 49, 2004, pages 18826 - 18831, XP055438285 *
WANG, YUE ET AL.: "Stimulated Emission and Lasing from CdSe/CdS/ZnS Core-muiti- shell Quantum Dots by Simultaneous Three-photon Absorption", ADVANCED MATERIALS, vol. 26, no. 18, 2014, pages 2954 - 2961, XP055438338 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170122029A (ko) 2017-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018101716A1 (ko) 발광 조성물, 양자점 및 이의 제조방법
WO2017115920A1 (ko) 합금-쉘 양자점 제조 방법, 합금-쉘 양자점 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
CN110205118B (zh) 表面缺陷钝化的金属卤化物钙钛矿纳米晶、其制备和应用
WO2016129813A1 (ko) 인화인듐계 양자점 및 그 제조방법
CN108841373B (zh) 一种红光量子点、其合成方法及量子点发光二极管
CN113105885B (zh) 一种钙钛矿/氧化锌异质结构发光材料及其制备方法
CN106010511A (zh) 一种去除油溶性量子点中残余阳离子前驱体的方法
CN112694418B (zh) 一种尺寸可控的甲脒溴基钙钛矿量子点的制备方法
WO2012121515A2 (ko) 셀레늄화구리인듐 나노입자 및 그의 제조 방법
WO2017188583A1 (ko) 3족원소 도핑된 cdse 양자점 및 그 제조 방법
WO2021020705A1 (ko) 양자점을 포함하는 유기 발광 표시 장치
WO2013042863A1 (en) Nano particle complex and method of fabricating the same
WO2019078573A1 (ko) 비카드뮴계 양자점, 비카드뮴계 양자점의 제조 방법 및 비카드뮴계 양자점을 포함하는 양자점 필름
Wei et al. Thin-shell CdSe/ZnCdS core/shell quantum dots and their electroluminescent device application
CN110184044B (zh) 一种复合纳米结构及其制备方法
WO2022050438A1 (ko) 세슘 납 할라이드 페로브스카이트 입자의 제조방법
WO2013042861A1 (en) Nano particle, nano particle complex having the same and method of fabricating the same
CN115710505B (zh) 一种降低核壳型磷化铟量子点荧光半峰宽的方法
WO2021054650A2 (ko) 양자점의 제조방법, 및 이에 의해 제조된 양자점
WO2023096215A1 (ko) 유무기 혼합리간드를 포함하는 양자점 입자
KR102093625B1 (ko) 퀀텀 로드 및 그 제조 방법
CN114906872A (zh) 一种稳定分散的全无机CsPbBr3钙钛矿纳米棒的制备方法
WO2021210722A1 (ko) 발광성 도펀트를 구비하는 멀티쉘 구조 기반의 양자점
WO2021129693A1 (zh) 一种油溶性量子点的后处理方法
US20220220376A1 (en) Group ii-iii-v-vi quantum dot, preparation method therefor and quantum dot optoelectronic device

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17789768

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 18.06.2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17789768

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1