到芯III-V QD上的殼或者后來的多個(gè)殼上使用的材料將在多數(shù)情況 下是與芯材料有類似晶格類型的材料，即具有與芯材料匹配的近似晶格的材料，使得它可 以外延生長到芯上，不過，并不必須限定為有這種相容性的材料。然而，如果芯和殼這兩種 材料不相容，可以首先在芯的外側(cè)，在半導(dǎo)體芯和半導(dǎo)體殼之間，生長緩沖層。生長到芯上 的任何緩沖層或殼層的材料可以包括如下材料：
[0038] IIA-VIB(2-16)材料，其合并了來自周期表第2族的第一元素和來自周期表第16 族的第二元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：MgS、MgSe、 MgTe、CaS、CaSe、CaTe、SrS、SrSe、SrTe。
[0039] IIB-VIB(12_16)材料，其合并了來自周期表第12族的第一元素和來自周期表第 16族的第二元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：ZnS、 ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe。
[0040] II-V材料，其合并了來自周期表第12族的第一元素和來自周期表第15族的第二 元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：Zn 3P2、Zn3As2、Cd3P 2、 Cd3As2、Cd3N2、Zn3N 2D
[0041] III-V材料，其合并了來自周期表第13族的第一元素和來自周期表第15族的第二 元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：BP、AlP、AlAs、AlSb; GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb、AIN、BN。
[0042] III-IV材料，其合并了來自周期表第13族的第一元素和來自周期表第14族的第 二元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：B 4C、A14C3、Ga4C。
[0043] III-VI材料，其合并了來自周期表第13族的第一元素和來自周期表第16族的 第二元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：A1 2S3、Al2Se3、 AlgTe^、G&2S3、Ιπ^Τθ^ο
[0044] IV-VI材料，其合并了來自周期表第14族的第一元素和來自周期表第16族的第 二元素，并且也包括三元和四元材料及摻雜材料。QD材料包括但不限于：PbS、PbSe、PbTe、 Sb2Te3、SnS、SnSe、SnTe。
[0045] QD材料，其合并了來自周期表d區(qū)任意族的第一元素和來自周期表第16族的第二 元素，并且任選地包括任何來自周期表第13族的元素以形成三元和四元材料、以及摻雜材 料。QD 材料包括但不限于：NiS、CrS、CuInS2、CuInSe2、CuGaS2、CuGaSe 2、Cu2ZnSnS4。
[0046] 本文所述的QD典型地落在2 - IOOnm的尺寸范圍內(nèi)。QD的形狀不限于球形，并且 可以采用任何適宜的形狀，例如棒形、球形、碟形、四角錐形或星形。在反應(yīng)粒子生長過程 中，可以通過添加將優(yōu)先結(jié)合至正在生長的粒子的特定晶格平面并隨后抑制或減慢在特定 方向上的粒子生長的化合物，達(dá)成對(duì)QD形狀的控制。能夠加入以實(shí)現(xiàn)此效果的化合物的 非限制性實(shí)例包括：膦酸類（正十四烷基膦酸、己基膦酸、1-癸磺酸、12-羥基十二烷酸、正 十八烷基勝酸）。
[0047] 應(yīng)當(dāng)注意到，在QD的半導(dǎo)體材料之間可能存在明顯的邊界或轉(zhuǎn)變。換言之，在芯 和第一殼之間或在后續(xù)的殼層之間的轉(zhuǎn)變可以是基于化學(xué)組成可分辨的。備選地，在芯和 殼之間、在第一殼和第二殼之間等可以發(fā)生明顯的合金化，使得半導(dǎo)體材料之間的一個(gè)或 多個(gè)轉(zhuǎn)變是梯度而不是輪廓分明的邊界。
[0048] 如在上文背景章節(jié)所述，將QD的最外表面用有機(jī)封端劑封端以將在QD表面處的 缺陷或懸掛鍵處的非輻射的電子-空穴復(fù)合最小化，通常是有利的。封端劑可以是在其中 形成QD的溶劑的分子。許多不同的配位溶劑也可以充當(dāng)封端劑或鈍化劑，例如Τ0Ρ、Τ0Ρ0、 HDA、或長鏈有機(jī)酸如肉豆蔻酸（十四烷酸）、長鏈胺、或官能化的聚乙二醇（PEG)鏈，但不限 于這些封端劑。
[0049] 如果使用非配位溶劑，如烷烴、三聯(lián)苯、Therminol?等，則它將通常在其他充當(dāng)封 端劑的配位劑的存在下使用。這種封端劑典型地是路易斯堿，包括磷類（三辛基膦、三苯酚 膦、叔丁基膦），氧化膦類（三辛基氧化膦），烷基膦酸，烷基-胺（十六烷基胺、辛基胺），芳 基-胺，吡啶類，硫醇類（辛烷硫醇），長鏈脂肪酸和噻吩類的單齒或多齒配體，但廣闊范圍 的其他試劑也是可用的，如油酸和在QD周圍形成保護(hù)鞘的有機(jī)聚合物。封端劑也可以具有 能夠用作與其他無機(jī)、有機(jī)或生物材料的化學(xué)連接的官能團(tuán)。封端劑也可以由處理可聚合 的，并且可以用于形成圍繞粒子的聚合物的官能團(tuán)的配位的配體構(gòu)成，。封端劑可以直接結(jié) 合至最外面的無機(jī)層，并且也可以具有未結(jié)合至粒子表面的官能團(tuán)，其可以用于形成圍繞 粒子的聚合物，或者用于進(jìn)一步的反應(yīng)。
[0050] 本文描述的方法包括將膦與一種以上附加的半導(dǎo)體前體反應(yīng)，以形成用于QD芯 的材料?？梢砸詺怏w提供膦，并且直接鼓泡至反應(yīng)中。備選地（或附加地），可以使用任何 合適的試劑從副反應(yīng)原位生成膦，以提供膦作為產(chǎn)物。膦可以預(yù)先配位至路易斯酸或堿，并 且作為路易斯酸-堿加合物加入，以在原位釋放PH 3。
[0051] 傳統(tǒng)上，膦類起到路易斯堿的作用，然而已經(jīng)報(bào)道了膦類表現(xiàn)為路易斯受體的實(shí) 例，如由 Burford 和 Ragogna 所回顧的（N. Burford, P. J. Ragogna, J. Chem. Soc.，Dalton Trans.，2002, 4307)。通過將PH3預(yù)先配位至路易斯酸或堿，所得的路易斯酸-堿加合物 可以提供比氣態(tài)？氏更加可溶的前體，并且可以更加易于控制其向反應(yīng)溶液中的加入。對(duì) 于預(yù)先配位的PH 3，實(shí)例加合物包括但不限于第III族元素的三烷基化合物，如已經(jīng)用 于III-V半導(dǎo)體的金屬-有機(jī)化學(xué)氣相沉積（MOCVD)的。參見，例如，H. MManasevit和 ff. I.Simpson,J.Electrochem. Soc. 1969, 116, 1725 ；J.Electrochem Soc.1973, 120, 135 ； R. H. Moss, J. Cryst. Growth 1984, 68, 78 ;以及D C. Bradley, H. Chudzynska, Μ· M. Faktor, D. M. Frigo, Μ· B. Hursthouse, B. Hussain 和 L. M. Smith, Polyhedron 1988, 7 (14)，1289。不 揮發(fā)的含硼加合物已經(jīng)用作用于膦和胂的安全儲(chǔ)存體系。通過熱裂解或置換，可以將 純的膦和胂從這樣的加合物中釋放出來。參見See D C. Bradley, Dao-Hong,歐洲專利 1991,EP0443739 Al〇
[0052] 膦提供了 QD芯的III-V材料和/或III-V材料合金的磷組分。其他芯組分由將典 型地包括第III族離子源的芯半導(dǎo)體前體提供。芯半導(dǎo)體材料的第III族離子可以源于有 機(jī)金屬化合物、配位化合物、無機(jī)鹽和/或元素源。第ΠΙ族前體的實(shí)例包括第III族-膦、 第III族-(TMS) 3、第III族-烷基、第III族-芳基、第III族-鹵化物、第III族-(肉豆 蔻酸根）3、第ΠΙ族-(乙酸根） 3和第III族-(乙酰丙酮根）3.
[0053] 如上所述，芯的III-V材料可以與其他元素合金化。同樣，III-V芯可以是具有一 種以上殼半導(dǎo)體材料的芯/殼QD的一部分，所述殼半導(dǎo)體材料選自那些族或者也包括第 III族和第V族。以下討論涉及用于合金化元素的前體（如果存在的話）和用于一個(gè)以上 后續(xù)殼的前體。
[0054] 用于無機(jī)殼或芯合金化元素的前體。對(duì)于由III-V芯和1^"殼（其中M和E是殼 或后續(xù)殼層中的元素）組成的復(fù)合芯/殼半導(dǎo)體QD，可以還向反應(yīng)中加入元素 M的源，并且 所述源可以由任何能夠向生長的粒子提供E離子的源的含有E的種類構(gòu)成。
[0055] M源。前體可以是，但不限于，有機(jī)金屬化合物、無機(jī)鹽、配位化合物或元素源。對(duì) 于II-VI、III-V、III-VI或IV-V，對(duì)于第一元素來說，實(shí)例包括但不限于：
[0056] 有機(jī)金屬，如但不限于，MR2，其中M = Mg, R =烷基（alky)或芳基（MgtBu2) ;1?2，其 中 M = Zn, Cd, Te ;R =烷基或芳基（Me2Zn, Et2Zn, Me2Cd, Et2Cd) ;MR3,其中 M = Ga, In, Al, B ; R =烷基或芳基[AlR3, GaR3, InR3 (R = Me, Et, 1Pr)]。
[0057] 配位化合物，如碳酸鹽，但不限于，MCO3M = Ca, Sr, Ba,[鎂碳酸鹽氫氧化 物（MgCO3) 4 · Mg(OH)2] !M(CO3)2M = Zn, Cd, ;MC03M = Pb ;乙酸鹽 M(CH3CO2)2M = Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg ;M2 (CO3) 3M = B，Al, Ga, In ;a β -二酮化物或其衍生物，如乙酰丙酮 化物（2, 4-戊二酮化物）M [CH3C (0 )= CHC (0) CH3] 2M = Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Hg ;M [CH3C (OH) =CHC (O)CH3] 3Μ = B，Al, Ga, In ;草酸鹽 SrC2O4, CaC2O4, BaC2O4, SnC204。
[0058] 無機(jī)鹽，如但不限于，氧化物 SrO, ZnO, CdO, In2O3, Ga2O3, SnO2, PbO2;硝酸鹽 Mg (NO 3) 2, Ca (NO3) 2, Sr (NO3) 2, Ba (NO3) 2, Cd (NO3) 2, Zn (NO3) 2, Hg (NO3) 2, Al (NO3) 3, In (NO3) 3, Ga (NO3) 3, Sn (N03)4，Pb(N03