一种量子点及其制备方法和应用与流程

本发明涉及量子点材料，具体而言，涉及一种量子点及其制备方法和应用。

背景技术：

1、量子点又称半导体纳米晶体，是一种稳定的直径在1nm-10nm的纳米晶体。最初量子点应用于微电子和光电材料领域，之后量子点因其独特而优良的可见区荧光性质应用于生物和医学方面。近年来，随着量子点研究的不断深入，量子点的应用已扩展至重金属离子、有机小分子和药物的定量检测方面，并取得了很大进展。

2、磷化铟量子点为替代有毒的硒化镉量子点而发展起来的纳米材料，它凭借无镉、高色纯度、可调发光和良好的稳定性，成为当前高端液晶显示技术的核心元件，并被视为下一代电致发光显示器的有力竞争者。尽管其在合成控制和缺陷钝化方面仍面临挑战，但随着技术的不断进步，inp量子点必将在光电子领域扮演越来越重要的角色。

3、inp量子点的制备工艺面临诸多挑战，如inp的成核和生长动力学更为复杂，对前驱体的活性、反应温度和时间的控制要求极高。现有制备方法通常采用高温热注入法，通过快速混合磷前驱体和铟前驱体引发成核反应。然而，由于磷化铟的化学键能较低，反应过程中极易形成非均匀成核，导致晶体生长速率过快且难以精确调控。这种快速反应不仅造成粒径分布不均，还会在晶体内部引入空位、间隙原子、位错等缺陷结构，显著降低量子点的发光效率和稳定性。此外，现有工艺对反应条件的敏感性使得规模化生产时批次间重复性差，进一步制约了inp量子点的商业化应用。

4、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种量子点及其制备方法和应用，以解决或改善上述技术问题。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种量子点的制备方法，包括如下步骤：

4、按比例将阳离子前驱体、酸配体和非配位溶剂混合，在第一条件下反应，制得第一体系；

5、在第一体系中加入三正辛基膦后继续反应8min-30min，制得第二体系；

6、在第二体系中加入阴离子前驱体后升温至第二条件继续反应，制得量子点核；

7、将量子点核清洗纯化后包覆壳层，得到量子点。

8、在可选的实施方式中，三正辛基膦与阳离子前驱体的摩尔比为（1-2）：1；

9、和/或，阳离子前驱体与酸配体的摩尔比为（1:3）-（8:1）；

10、和/或，阳离子前驱体与阴离子前驱体的摩尔比为（1:2）-（5:1）。

11、在可选的实施方式中，第一条件的温度为150℃-220℃；优选为150℃-200℃；

12、和/或，第二条件的温度为220℃-300℃；优选为230℃-260℃。

13、在可选的实施方式中，阳离子前驱体选自醋酸铟、硬脂酸铟、醋酸锌、氯化铟、氯化锌和氯化铅中的至少一种。

14、在可选的实施方式中，酸配体选自十一烯酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸中的至少一种。

15、在可选的实施方式中，非配位溶剂选自1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯和1-二十烯中的至少一种。

16、在可选的实施方式中，阴离子前驱体选自三(三甲硅烷基)膦、三(二乙基胺)膦、磷化氢、p-top、p-ode、s-top和se-top中的至少一种。

17、在可选的实施方式中，量子点核包覆的壳层选自znse、zns和inp中的至少一种。

18、第二方面，本发明提供一种量子点，采用如前述实施方式任一项的制备方法制得。

19、第三方面，本发明提供一种如前述实施方式量子点在微电子、光电材料与器件、生物和医学领域的应用。

20、本发明具有以下有益效果：

21、本发明实施例提供的量子点及其制备方法和应用具有如下特点：

22、(1)在反应体系中加入三正辛基膦（top）有效降低了量子点成核的反应速率，使得量子点的成核和生长更加缓慢均一，反应可控且重复性高，容易实现量产；

23、(2)在反应体系中加入top后不再需要用真空泵抽取反应生产的多余酸，工艺上更加简化及稳定；

24、(3)制得的量子点尺寸均一度高，可制备不同尺寸核，进而得到不同波长的材料。

1.一种量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，三正辛基膦与所述阳离子前驱体的摩尔比为（1-2）：1；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一条件的温度为150℃-220℃；优选为150℃-200℃；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子前驱体选自醋酸铟、硬脂酸铟、醋酸锌、氯化铟、氯化锌和氯化铅中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸配体选自十一烯酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、油酸、棕榈酸和硬脂酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非配位溶剂选自1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯和1-二十烯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子前驱体选自三(三甲硅烷基)膦、三(二乙基胺)膦、磷化氢、p-top、p-ode、s-top和se-top中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，量子点核包覆的壳层选自znse、zns和inp中的至少一种。

9.一种量子点，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。

10.一种如权利要求9所述量子点在微电子、光电材料与器件、生物和医学领域的应用。