量子点、制备方法及包含其的量子点组合物、发光器件

    技术2025-12-20  12


    本发明涉及量子点合成,特别是涉及一种量子点、制备方法及包含其的量子点组合物、发光器件。


    背景技术:

    1、量子点是一种纳米半导体材料,量子点具有十分优异的光学性能,通过尺寸或者组分调节,可以获得从紫外到可见光,再从可见光到红外光等不同发射波长的量子点材料。量子点的合成工艺简单,原料广泛,波长可谐调,同时,量子点材料拥有接近100%的荧光量子产率,发射峰窄,光的色纯度高,在显示领域具有非常大的潜力和商业应用价值。所以基于量子点的发光二极管(即量子点发光二极管,qled)近来受到人们的普遍关注,其器件性能指标也发展迅速。

    2、目前性能较优的qled中,etl通常是无机的zno,而htl是有机材料,如pvb和tfb。由于有机材料的空穴迁移率显著低于无机材料,并且这些htl材料与qd的价带之间存在较高能垒,最终导致杂化qled中存在固有的电荷非平衡。


    技术实现思路

    1、本发明在于提供一种量子点、制备方法及包含其的量子点组合物、发光器件,以解决由于有机材料的空穴迁移率显著低于无机材料,并且这些htl材料与qd的价带之间存在较高能垒,最终导致杂化qled中存在固有的电荷非平衡的技术问题。

    2、为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:

    3、一种量子点,包括:

    4、内核,包括发光材料;

    5、zns壳层,所述zns壳层的数量至少为一个,每个所述zns壳层在沿远离所述内核的方向上依次包覆于所述内核;

    6、其中,至少一个所述zns壳层的材料为na掺杂zns而形成na:zns壳层。

    7、在其中一个实施例中,所述量子点还包括znse壳层,所述znse壳层的数量至少为一个,每个所述znse壳层在沿远离所述内核的方向上依次包覆于所述内核,且位于所述zns壳层与所述内核之间。

    8、在其中一个实施例中,所述发光材料为inp。

    9、在其中一个实施例中,所述na:zns壳层中na原子掺杂浓度不低于zns壳层中zn原子数的0.1%。

    10、第二方面

    11、本发明提供一种量子点的制备方法,包括:

    12、s10,制备se的前驱体,在容器中加入se粉和三正辛基膦,在惰性气氛中搅拌溶解,反应3~5小时,得到所述se的前驱体(top-se);

    13、s20,制备inp核心,称取in金属化合物、zn金属化合物和油胺,在120~150℃恒温条件下使其溶解并抽真空1~2小时,然后继续升温至180~200℃,注入三(二甲胺基)膦和三正辛基膦的混合溶液,恒温反应2~5分钟后,得到含所述inp核心的第一体系;

    14、s30,壳层包覆制备inp/znse/na:zns量子点,包括znse壳层以及na掺杂的zns壳层,将含所述inp核心的第一体系中注入硬脂酸锌和十八烯的混合溶液,然后滴加所述top-se,升温至300~350℃,注入十二硫醇、有机酸的钠盐,反应60~90分钟得到所述inp/znse/na:zns量子点

    15、在其中一个实施例中,在s10步骤中,所述惰性气氛为ar氛围。

    16、在其中一个实施例中,在s20步骤中,所述in金属化合物为ini3;或,在s20步骤中,所述zn金属化合物为zncl2;或,在s30步骤中,所述有机酸的钠盐为ch3coona。

    17、在其中一个实施例中,在所述na掺杂的zns的过程中,na原子掺杂浓度不低于zns壳层中zn原子数的0.1%。

    18、第三方面

    19、本发明提供一种量子点组合物,包括如前面任意一项实施例所述的量子点或者制备方法所得的量子点。

    20、第四方面

    21、本发明提供一种光学器件,包括如前面任意一项实施例所述的量子点或者制备方法所得的量子点。

    22、由上述技术方案可知,本发明实施例至少具有如下优点和积极效果:

    23、本发明实施例提供的一种量子点及其制备方法获得的na掺杂zns壳层的量子点,即inp/znse/na:zns量子点,相对于以往zns壳层没有掺杂na的量子点而言,壳层zns掺杂na后,由于zns价带能级的提升,将更有利于空穴的注入,提高含inp/znse/na:zns量子点的光学器件的载流子动态平衡。而且由于空穴的更有效注入,本发明将减少现有技术中过量电子泄漏到htl后所引起的不可逆物理损坏。另一方面,以往器件载流子动态平衡的改善可通过降低电子传输层中的电子迁移率来实现,本发明直接通过na掺杂zns壳层来达到qled器件中载流子的动态平衡,这样的途径并未降低电子的高效注入。



    技术特征:

    1.一种量子点,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的量子点,其特征在于,所述量子点还包括znse壳层,所述znse壳层的数量至少为一个,每个所述znse壳层在沿远离所述内核的方向上依次包覆于所述内核,且位于所述zns壳层与所述内核之间。

    3.根据权利要求1所述的量子点,其特征在于,所述发光材料为inp。

    4.根据权利要求1所述的量子点,其特征在于,所述na:zns壳层中na原子掺杂浓度不低于zns壳层中zn原子数的0.1%。

    5.一种量子点制备方法,其特征在于,包括:

    6.根据权利要求5所述的量子点制备方法,其特征在于,在s10步骤中,所述惰性气氛为ar氛围。

    7.根据权利要求5所述的量子点制备方法,其特征在于,在s20步骤中,所述in金属化合物为ini3;

    8.根据权利要求5所述的量子点制备方法,其特征在于,在所述na掺杂的zns的过程中,na原子掺杂浓度不低于zns壳层中zn原子数的0.1%。

    9.一种量子点组合物,其特征在于,包括权利要求1~4任一项所述的量子点或包括由权利要求5~8任一项所述的制备方法制备而成的量子点。

    10.一种光学器件,其特征在于,包括权利要求1~4任一项所述的量子点或包括由权利要求5~8任一项所述的制备方法制备而成的量子点。


    技术总结
    本发明涉及一种量子点、制备方法及包括其的量子点组合物、发光器件。一种量子点,包括内核和ZnS壳层,内核包括发光材料,多个ZnS壳层在沿远离内核的方向上依次包覆于内核,而且至少ZnS壳层的材料为Na掺杂ZnS而形成Na:ZnS壳层包覆着内核。在本发明提供的一个制备Na掺杂ZnS壳层量子点的具体实施例中,包括先制备Se前驱体(TOP‑Se)和发光材料InP核心第一体系,然后进行壳层包覆,将ZnSe壳层以及Na掺杂的ZnS壳层依次包覆于InP核心,由此制备得到InP/ZnSe/Na:ZnS量子点。含InP/ZnSe/Na:ZnS量子点的光学器件例如QLED,由于壳层ZnS掺杂Na后的ZnS价带能级的提升,这将更有利于空穴的注入,提高光学器件的载流子动态平衡。

    技术研发人员:孙小卫,黄杨,刘湃
    受保护的技术使用者:南方科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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