由鹵素鹽穩(wěn)定化的量子點及其制造方法
【專利說明】由鹵素鹽穩(wěn)定化的量子點及其制造方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35 U.S.C.§ 119要求享有2014年4月11日提交的第10-2014-0043638號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)以及由此的所有權(quán)益，該申請的內(nèi)容以全文引用的方式并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]1.領(lǐng)域
[0004]示例性實施方案涉及量子點。更具體地，示例性實施方案涉及由鹵素鹽穩(wěn)定化的量子點以及制造所述量子點的方法。
[0005]2.相關(guān)技術(shù)
[0006]量子點是具有半傳導(dǎo)性質(zhì)且尺寸小于數(shù)十納米的納米顆粒。由于量子限制效應(yīng)的原因，量子點具有不同于大塊顆粒的性質(zhì)。例如，量子點可根據(jù)其尺寸改變量子點所吸收的光的波長。此外，量子點具有大塊顆粒所不具有的新穎的光學、電學及物理學性質(zhì)。因此，正在進行有關(guān)制造光電轉(zhuǎn)換裝置的研宄，如制造太陽能電池、發(fā)光二極管等。
[0007]近來，已經(jīng)開發(fā)了膠體化學合成法以控制量子點的尺寸和形狀。然而，通過膠體化學合成法制造的量子點在空氣中穩(wěn)定性低。具有厚表層的芯-殼量子點在空氣中可能是相對穩(wěn)定的。然而，芯-殼量子點難以適用于光電轉(zhuǎn)換裝置，并且芯-殼量子點的制造過程復(fù)雜O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]示例性實施方案提供在空氣中穩(wěn)定的量子點。
[0009]示例性實施方案還提供制造所述量子點的方法。
[0010]根據(jù)一個不例性實施方案，一種由齒素鹽穩(wěn)定化的量子點包括第13族和第15族的化合物、第12族和第16族的化合物或第14族和第16族的化合物。量子點具有晶體結(jié)構(gòu)，并且量子點的表面的至少一部分與鹵素鹽結(jié)合。
[0011]在一個示例性實施方案中，量子點的直徑為Inm至20nmo
[0012]在一個示例性實施方案中，量子點具有與鹵素鹽結(jié)合的第一表面和與有機配體結(jié)合的第二表面。
[0013]在一個示例性實施方案中，(100)表面與鹵素鹽結(jié)合，并且(111)表面與有機配體彡口口 ο
[0014]在一個示例性實施方案中，第14族和第16族的化合物包括至少一種選自由以下化合物組成的組:氧化錫(SnO)、硫化錫(SnS)、砸化錫(SnSe)、碲化錫(SnTe)、硫化鉛(PbS)、砸化鉛(PbSe)、碲化鉛(PbTe)、氧化鍺(GeO)、硫化鍺(GeS)、砸化鍺(GeSe)、碲化鍺(GeTe)、硫化錫砸(SnSeS)、碲化錫砸(SnSeTe)、硫化碲化錫(SnSTe)、硫化鉛砸(PbSeS)、碲化鉛砸(PbSeTe)、硫化碲化鉛(PbSTe)、硫化錫鉛(SnPbS)、砸化錫鉛(SnPbSe)、碲化錫鉛(SnPbTe)、氧化硫化錫(SnOS)、氧化砸化錫(SnOSe)、氧化碲化錫(SnOTe)、氧化硫化鍺(GeOS)、氧化砸化鍺(GeOSe)、氧化碲化鍺(GeOTe)、硫化砸化錫鉛(SnPbSSe)、碲化錫鉛砸(SnPbSeTe)和硫化碲化錫鉛(SnPbSTe)。
[0015]在一個示例性實施方案中，所述第13族和第15族的化合物包括至少一種選自由以下化合物組成的組:磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)、銻化鎵(GaSb)、氮化鎵(GaN)、磷化鋁(AlP)、砷化鋁(AlAs)、銻化鋁(AlSb)、氮化鋁(AlN)、磷化銦(InP)、砷化銦(InAs)、銻化銦(InSb)、氮化銦(InN)、磷化砷化鎵(GaPAs)、磷化銻化鎵(GaPSb)、磷化氮化鎵(GaPN)、砷化氮化鎵(GaAsN)、銻化氮化鎵(GaSbN)、磷化砷化鋁(AlPAs)、磷化銻化鋁(AlPSb)、磷化氮化銷(AlPN)、砷化氮化銷(AlAsN)、鋪化氮化銷(AlSbN)、磷化砷化銦(InPAs)、磷化銻化銦(InPSb)、磷化氮化銦(InPN)、砷化氮化銦(InAsN)、銻化氮化銦(InSbN)、磷化鋁鎵(AlGaP)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、銻化鋁鎵(AlGaSb)、氮化鋁鎵(AlGaN)、砷化氮化鋁(AlAsN)、銻化氮化鋁(AlSbN)、磷化銦鎵(InGaP)、砷化銦鎵(InGaAs)、銻化銦鎵(InGaSb)、氮化銦鎵(InGaN)、砷化氮化銦(InAsN)、銻化氮化銦(InSbN)、磷化鋁銦(AlInP)、砷化鋁銦(AlInAs)、銻化鋁銦(AlInSb)、氮化鋁銦(AlInN)、砷化氮化鋁(AlAsN)、銻化氮化鋁(AlSbN)、磷化氮化鋁(AlPN)、磷化砷化鎵鋁(GaAlPAs)、磷化銻化鎵鋁(GaAlPSb)、磷化砷化鎵銦(GaInPAs)、砷化鎵銦鋁(GaInAlAs)、磷化氮化鎵鋁(GaAlPN)、砷化氮化鎵鋁(GaAlAsN)、銻化氮化鎵鋁(GaAlSbN)、磷化氮化鎵銦(GaInPN)、砷化氮化鎵銦(GaInAsN)、氮化鎵銦鋁(GaInAlN)、銻化磷化氮化鎵(GaSbPN)、砷化磷化氮化鎵(GaAsPN)、砷化銻化氮化鎵(GaAsSbN)、磷化銻化鎵銦(GaInPSb)、磷化氮化鎵銦(GaInPN)、銻化氮化鎵銦(GaInSbN)、磷化銻化氮化鎵(GaPSbN)、磷化砷化銦鋁(InAlPAs)、磷化氮化銦鋁(InAlPN)、磷化砷化氮化銦(InPAsN)、鋪化氮化銦銷(InAlSbN)、磷化鋪化氮化銦(InPSbN)、砷化鋪化氮化銦(InAsSbN)和磷化銻化銦鋁(InAlPSb)。
[0016]在一個示例性實施方案中，第12族和第16族的化合物包括至少一種選自由以下化合物組成的組:硫化鎘(CdS)、砸化鎘(CdSe)、碲化鎘(CdTe)、硫化鋅(ZnS)、砸化鋅(ZnSe)、碲化鋅(ZnTe)、硫化未(HgS)、砸化未(HgSe)、碲化未(HgTe)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎘(CdO)、氧化汞(HgO)、硫化鎘砸(CdSeS)、碲化鎘砸(CdSeTe)、硫化碲化鎘(CdSTe)J^化鎘鋅(CdZnS)、砸化鎘鋅(CdZnSe)、硫化砸化鎘(CdSSe)、碲化鎘鋅(CdZnTe)、硫化鎘汞(CdHgS)、砸化鎘未(CdHgSe)、碲化鎘未(CdHgTe)、硫化鋅砸(ZnSeS)、碲化鋅砸(ZnSeTe)、硫化碲化鋅(ZnSTe)、硫化汞砸(HgSeS)、碲化汞砸(HgSeTe)、硫化碲化汞(HgSTe)、硫化汞鋅(HgZnS)、砸化未鋅(HgZnSe)、氧化鎘鋅(CdZnO)、氧化鎘未(CdHgO)、氧化鋅未(ZnHgO)、氧化鋅砸(ZnSeO)、氧化鋅碲(ZnTeO)、硫化氧化鋅(ZnSO)、氧化鎘砸(CdSeO)、氧化鎘碲(CdTeO)、硫化氧化鎘(CdSO)、氧化未砸(HgSeO)、氧化未碲(HgTeO)、硫化氧化未(HgSO)、硫化鎘鋅砸(CdZnSeS)、碲化鎘鋅砸(CdZnSeTe)、硫化碲化鎘鋅(CdZnSTe)、硫化鎘汞砸(CdHgSeS)、碲化鎘汞砸(CdHgSeTe)、硫化碲化鎘汞(CdHgSTe)、硫化汞鋅砸(HgZnSeS)、碲化未鋅砸(HgZnSeTe)、硫化碲化未鋅(HgZnSTe)、氧化鎘鋅砸(CdZnSeO)、氧化鎘鋅碲(CdZnTeO)、硫化氧化鎘鋅(CdZnSO)、氧化鎘汞砸(CdHgSeO)、氧化鎘汞碲(CdHgTeO)、硫化氧化鎘未(CdHgSO)、氧化鋅未砸(ZnHgSeO)、氧化鋅未碲(ZnHgTeO)和硫化氧化鋅未(ZnHgSO) ο
[0017]根據(jù)一個示例性實施方案，制造量子點的方法包括形成包括第13族和第15族的化合物、第12族和第16族的化合物或第14族和第16族的化合物的量子點顆粒，并對所述量子點顆粒提供鹵素化合物以穩(wěn)定化所述量子點顆粒。
[0018]在一個示例性實施方案中，形成量子點顆粒包括使第一前體與有機酸進行反應(yīng)，并使第二前體與第一前體和有機酸的反應(yīng)產(chǎn)物進行反應(yīng)。
[0019]在一個示例性實施方案中，第一前體包括第12族、第13族或第14族的元素。
[0020]在一個示例性實施方案中，所有機酸包括至少一種選自由以下化合物組成的組:甲酸、乙酸、丙酸、戊酸、丁酸、己酸、辛酸、癸酸和月桂酸。
[0021]在一個示例性實施方案中，所第二前體包括第15族或第16族的元素。
[0022]在一個示例性實施方案中，鹵素化合物包括至少一種選自由以下化合物組成的組:氯化物、溴化物和碘化物。
[0023]在一個示例性實施方案中，所鹵素化合物包括至少一種選自由以下化合物組成的組:四丁基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、氯化銨、溴化銨、碘化銨、氯化鉀、溴化鉀、碘化鉀、氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、氯化銦、溴化銦和碘化銦。
[0024]根據(jù)所述示例性實施方案可以得到在空氣中穩(wěn)定性提高的量子點。
【附圖說明】
[0025]通過參考附圖描述其示例性實施方案，上述及其它特征和優(yōu)點將更加顯而易見，其中:
[0026]圖1是示意圖，示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案的量子點的結(jié)構(gòu)。
[0027]圖2是流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施方案制造量子點的方法。
[0028]圖3A是實施例1的TEM照片。
[0029]圖3B是比較例I的TEM照片。
[0030]圖4A是顯示實施例1的量子點中的鉛的XPS分析的曲線圖。
[0031]圖4B是顯示比較例I的量子點中的鉛的XPS分析的曲線圖。
[0032]圖5A是顯示實施例1的量子點中的砸的XPS分析的曲線圖。
[0033]圖5B是顯示比較例I的量子點中的砸的XPS分析的曲線圖。
[0034]圖6A是顯示實施例1至4和比較例I的量子點相對于時間的吸收波長變化的曲線圖。
[0035]圖6B是顯示實施例5至7和比較例I的量子點相對于時間的吸收波長變化的曲線圖