ZnCdS/ZnS量子点合成方法介绍

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ZnCdS/ZnS量子点合成方法介绍

一．产品介绍

水溶性ZnCdS/ZnS量子点产品是以ZnCdS为核心，ZnS为壳层，表面由亲水配体包裹的核/壳型荧光纳米材料，平均的量子产率为50%，储存时应避免阳光直射，4度密封暗处保存，可以为客户订制生产400nm～480nm任一波长的产品。本产品具有粒径均一，吸收光谱宽泛，发射光谱窄而对称，荧光强度高而稳定等特点。

二．量子点介绍

量子点 （quhaitum dot）是准零维 （quasi-zero-dimensional） 的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在 100nm以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应 （quhaitum confinement effect）特别显著。由于量子局限效应会导致类似原子的不连续电子能阶结构，因此量子点又被称为「人造原子」（arTIficial atom）。科学家已经发明许多不同的方法来制造量子点，并预期这种奈米材料在二十一世纪的纳米电子学 （nhaioelectronics）上有极大的应用潜力。但并非小到 100 nm 以下的材料就是量子点，真正的关键尺寸是由电子在材料内的费米波长来决定。一般而言，电子费米波长在半导体内较在金属内长得多，例如在半导体材料砷化镓 GaAs （100）中，费米波长约 40nm，在铝金属中却只有 0.36 nm。

合成量子产率大于90%的蓝色ZnCdS/ZnS核壳结构量子点的基础上，通过在生长壳层时混入Cd(OA)2，设计合成了以固定组分ZnCdS为核，具有比核的带隙稍大的中间合金层CdxZn1−xS以及超薄最外层ZnS的多壳层核壳结构量子点。该结构量子点的荧光量子产率高达100%，具有良好的单分散性和均一性。更重要的是，与ZnCdS/ZnS核/壳量子点相比，     ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS核/壳量子点具有良好的化学/光化学稳定性和更高效的载流子传输性能。通过设计均匀的合金结构CdxZn1−xS作为量子点的中间壳层,可以将激子有效的限制在core内，提高量子点的荧光量子产率的同时，还降低了HTL与发光层之间的界面势垒以及载流子注入到量子点内部的势垒，以提高电荷注入到量子点内部的效率。通过在量子点的最外层生长超薄的ZnS，它不会影响QLEDs中电荷的注入效率，但在高温反应下可以有效的降低ZnCdS/CdxZn1−xS受到有机/无机界面处缺陷的干扰，从而保持量子点的稳定性。

ZnCdS/ZnS量子点合成方法介绍 

二．合成介绍

将ZnCdS/ZnS和ZnCdS/CdxZn1-xS/ZnS两种结构量子点结合到QLED中作发光层，研究显示，CdxZn1-xS中间合金层的存在对器件性能产生了深远影响，其器件表现出的最大hEQE超过了18%，最大亮度高达6768cd/m2，并且具有3.4cd/A的电流密度和低效率滚降。结果表明，这种新颖结构的量子点比具有单个厚ZnS壳层量子点的电荷注入效率更高。高效率和高亮度的结合，使具有中间合金层（比核的带隙稍大，但其厚度适中）以及超薄最外层（<1nm）的多壳层核壳结构量子点成为新一代发光材料。

合成ZnCdS核/壳量子点（QD）的方法−xS（x=常数）均匀合金作为中间壳层，可在ZnCdS核和超薄ZnS最外层壳层内有效限制激子，通过在相对较高的温度下外延生长来提高稳定性。得到了几乎单分散的ZnCdS/CdxZn1−xS/ZnS核/壳量子点具有高的光致发光量子产率（接近100%）和高的色纯度（半高宽<18nm）。更重要的是，ZnCdS/CdxZn1−与ZnCdS/ZnS核壳量子点相比，xS/ZnS核壳量子点具有良好的化学/光化学稳定性和更高效的载流子输运性能。ZnCdS/ZnS和ZnCdS/CdxZn1两种量子点−在溶液处理的混合量子点发光器件结构中加入xS/ZnS作为发射层。我们发现CdxZn1的存在−xS外壳对器件的外部量子效率和电流效率等性能有着深远的影响。相应的发光二极管表现出超过18%的高EQE，峰值电流效率为3.4 cd a−1和低效率滚降。ZnCdS/CdxZn1的优异性能−基于xS/ZnS的QLED可能归因于QD的高PL QY和非常薄的ZnS最外层壳层，这并没有牺牲QLED中的电荷注入效率。

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