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核-壳发光量子点材料及其制造方法

文献发布时间:2023-06-19 10:57:17


核-壳发光量子点材料及其制造方法

技术领域

本发明关于一种核-壳(core/shell)发光量子点(quantumdot)材料及其制造方法;特别是关于一种具合金核-壳发光量子点材料及其制造方法;更特别是关于一种具合金核-具闪锌矿结构壳层的发光量子点材料及其制造方法。

背景技术

举例而言,常用量子点材料,例如:中国台湾专利公告第TW-I620809号的“量子点纳米晶体及量子点纳米晶体溶液”发明专利,其揭示一种量子点纳米晶体。该量子点纳米晶体包含一核及一壳。该核具有一核心及一外核心层,而该外核心层自该核心向外凸伸,且该外核心层为该核的表面呈不规层形状。其中该核心由化合物M1

另一常用量子点材料,例如:中国台湾专利公告第TW-I653318号的“超大量子点及其形成方法”发明专利,其揭示一种超大量子点。该超大量子点包含一核、一壳及一合金。该核由CdSe构成,而该壳由ZnS所构成,且该壳包覆该核的表面,且该合金形成在该核及壳之间。该合金由Cd、Se、Zn及S构成,且该Cd及Se的含量自该核逐渐减少至该壳,且该Zn及S的含量自该核逐渐增加至该壳。该超大量子点的粒径大于10纳米,而该超大量子点能在被激发时发光,且其具有大于90%的光致发光量子效率。

另一常用量子点材料,例如:中国台湾专利公告第TW-I668294号的“无镉量子点配体材料及其制造方法”发明专利,其揭示一种无镉量子点配体材料制造方法。该无镉量子点配体材料制造方法包含:利用数个金属错合物制备数个单一前驱物,并将该数个单一前驱物以一预定比例进行混合,以获得一混合固体前驱物,且将该混合固体前驱物于一油胺液体中进行溶解及热裂解,以形成一未包壳量子点溶液,再将该未包壳量子点溶液于一油胺混合溶液中进行一包壳反应,以获得一包壳量子点溶液,再将该包壳量子点溶液制成一包壳量子点材料。

另一常用量子点材料,例如:中国专利公告第CN-105802628号的“蓝绿色发光量子点及其制备方法”发明专利,其揭示一种蓝绿色发光量子点。该蓝绿色发光量子点包含一核及一外壳,而该核为选自一Zn

另一常用量子点材料,例如:PCT专利公开第WO-2015/117876号的“Quantum dotswith inorganic ligands in an inorganic matrix”发明专利申请案,其揭示一种基于量子点的发光材料。该基于量子点的发光材料包含一发光量子点,而该发光量子点具有一无机包覆剂,且该发光材料包含数个颗粒。该颗粒具有一无机盐基质,而该具无机包覆剂的发光量子点包含该无机盐基质,且该发光量子点具有一外层。

然而,常用量子点材料仍必然存在提供进一步改善其发光稳定性、量子效率、热稳定性或抗水、氧侵蚀能力的潜在需求。前述中国台湾专利公告第TW-I620809号、第TW-I653318号、第TW-I668294号、中国专利公告第CN-105802628号及PCT专利公开第WO-2015/117876号的专利或专利申请案仅为本发明技术背景的参考及说明目前技术发展状态而已,其并非用以限制本发明的范围。

有鉴于此,本发明为了满足上述需求,其提供一种核-壳发光量子点材料及其制造方法,其将一核体形成一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者,并将一壳体包覆形成于该核体,且该壳体由一立方晶系材料形成,且将一闪锌矿结构形成于该壳体,以改善常用核-壳发光量子点材料的发光稳定性、量子效率、热稳定性或抗水、氧侵蚀能力不佳的技术缺点。

发明内容

本发明较佳实施例的主要目的在于提供一种核-壳发光量子点材料及其制造方法,其将一核体形成一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者,并将一壳体包覆形成于该核体,且该壳体由一立方晶系材料形成,且将一闪锌矿结构形成于该壳体,因而具有达成提升其发光稳定性、量子效率、热稳定性或抗水、氧侵蚀能力的目的。

为了达成上述目的,本发明较佳实施例的核-壳发光量子点材料包含:

至少一核体,其为一合金型核体,而该核体具有一核心部,且该核体形成一硒化镉合金体;

一元素含量递减区,其自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者;

一壳体,其包覆形成于该核体,而该壳体具有一壳层及一外表面,且该外表面位于该壳层之外,且该壳体由一立方晶系材料形成;及

至少一闪锌矿结构,其形成于该壳体的壳层及外表面,而该壳体为一多角形壳体,且该闪锌矿结构由一闪锌矿型化合物形成;

其中该壳体的闪锌矿结构提供保护该合金型核体,且该壳体的闪锌矿结构具有一抗水、氧侵蚀能力及提供一热稳定性,以便该合金型核体产生一发光稳定性及提供一量子效率。

本发明较佳实施例的该合金型核体的硒化镉合金体选自一CdZnSe合金体、一具CdZnSe合金成的合金体、一CdZnSeS合金体、一具CdZnSeS合金的合金体、一CdSeS合金体、一具CdSeS合金的合金体或其任意组合的合金体。

本发明较佳实施例的该元素含量递减区的镉元素或硒元素的比例为0.1摩尔百分比至50摩尔百分比、10摩尔百分比至50摩尔百分比、30摩尔百分比至50摩尔百分比或其它范围。

本发明较佳实施例的该壳体选择由一ZnS壳体、一ZnSe壳体、一ZnSeS壳体、一CdS壳体、一CdZnS壳体、一CdSe壳体或其任意组合形成壳体。

本发明较佳实施例的该壳体的外表面具有一棱角多角形表面。

本发明较佳实施例的该壳体为一多层复合壳体,而该壳体包含数个壳层厚度,且数个该壳层厚度自该核体的核心部向外递减厚度。

为了达成上述目的,本发明较佳实施例的核-壳发光量子点材料制造方法包含:

将一第一金属前驱物溶液进行错合活化,以形成一已活化第一金属前驱物溶液,且该已活化第一金属前驱物溶液包含一已活化第一金属前驱物,且该已活化第一金属前驱物为一已活化镉前驱物;

将一第二金属前驱物添加至该已活化第一金属前驱物溶液中进行错合活化,以形成一已活化第一及第二金属前驱物溶液;

将一第三金属离子溶液添加至该已活化第一及第二金属前驱物溶液中进行一核体粒子反应,且第三金属离子溶液包含一第三金属离子,且该第三金属离子为一硒离子,以形成一合金型核体溶液及一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者;

将一第四离子溶液添加至该合金型核体溶液中进行一第一包壳反应,以获得一合金型核-包壳量子点溶液;及

将该合金型核-包壳量子点溶液制成一合金型核-包壳量子点材料。

为了达成上述目的,本发明另一较佳实施例的核-壳发光量子点材料制造方法包含:

将一第一金属前驱物溶液进行错合活化,以形成一已活化第一金属前驱物溶液,且该已活化第一金属前驱物溶液包含一已活化第一金属前驱物,且该已活化第一金属前驱物为一已活化镉前驱物;

将一第二金属前驱物添加至该已活化第一金属前驱物溶液中进行错合活化,以形成一已活化第一及第二金属前驱物溶液;

将一第三金属离子溶液添加至该已活化第一及第二金属前驱物溶液中进行一核体粒子反应,且第三金属离子溶液包含一第三金属离子,且该第三金属离子为一硒离子,以形成一合金型核体溶液及一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者;

将一第四离子溶液添加至该合金型核体溶液中进行一第一包壳反应,以获得一合金型核-包壳量子点溶液,且该第一包壳反应产生一合金型核-包壳量子点材料;

将另一第二金属前驱物及一油酸混合形成一第二金属前驱物混合溶液,并将该第二金属前驱物混合溶液添加至该合金型核体溶液中进行一第二包壳反应,以获得一合金型核-多层包壳量子点溶液;及

将该合金型核-多层包壳量子点溶液制成一合金型核-多层包壳量子点材料。

本发明较佳实施例将一十二硫醇另添加至该合金型核体溶液中,以进行该第二包壳反应。

本发明较佳实施例的该第一金属前驱物溶液以添加一油胺液体及一油酸溶液方式进行错合活化。

本发明较佳实施例的该已活化第一及第二金属前驱物溶液包含一已活化第二金属前驱物,且该第二已活化金属前驱物为一已活化锌前驱物。

本发明较佳实施例的该第一金属前驱物溶液为选自一含镉金属前驱物溶液。

本发明较佳实施例的该第二金属前驱物为选自一含锌金属前驱物。

本发明较佳实施例的该第三金属离子溶液为选自一第三金属离子及第四离子混合溶液。

本发明较佳实施例的该第三金属离子溶液为选自一含硒金属离子溶液。

本发明较佳实施例的该第四离子溶液为选自一含硫阴离子溶液、一含硫与TOP阴离子溶液或一含硫与TBP阴离子溶液。

本发明的有益效果在于:

本发明提供一种核-壳发光量子点材料及其制造方法,其将一核体形成一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者,并将一壳体包覆形成于该核体,且该壳体由一立方晶系材料形成,且将一闪锌矿结构形成于该壳体,因而具有达成提升其发光稳定性、量子效率、热稳定性或抗水、氧侵蚀能力的目的。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料的示意图。

图2为本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法的方块示意图。

图3为本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料的示意图。

图4为本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法的方块示意图。

图5为本发明第三较佳实施例的核壳发光量子点材料的示意图。

图6A为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的穿透式电子显微镜影像图。

图6B为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的粒径分布的示意图。

图6C为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的X射线绕射仪的绕射图谱示意图。

图7A为本发明另一较佳实施例的核壳发光量子点材料的穿透式电子显微镜影像图。

图7B为本发明另一较佳实施例的核壳发光量子点材料的粒径分布的示意图。

图7C为本发明另一较佳实施例的核壳发光量子点材料的X射线绕射仪的绕射图谱示意图。

图8A为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的不同镉金属前驱物浓度与光致发光关系的光谱示意图。

图8B为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的不同镉金属前驱物浓度与光致发光波长的关系示意图。

图9A为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的单一核壳发光量子点以扫描穿透电子显微镜-X射线能谱-二维元素分布方式显示镉元素及硒元素的影像图。

图9B为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的单一核壳发光量子点以扫描穿透电子显微镜-X射线能谱-二维元素分布方式显示锌元素及硫元素的影像图。

图9C为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的单一核壳发光量子点沿着图9A及图9B探测线以X射线质谱仪显示元素分布影像示意图。

图10为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的扫描穿透式电子显微镜影像-高角度环状暗场影像。

图11为本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的闪锌矿结构的示意图。

附图标记

1:核体;11:元素含量递减区;2:壳体;21:第一外壳层;22:第二外壳层;3:闪锌矿结构;A:Cd元素;B:Se元素;C:Zn元素;D:S元素。

具体实施方式

为了充分了解本发明,在下文将举例较佳实施例并配合所附图式作详细说明,且其并非用以限定本发明。

本发明较佳实施例的核-壳发光量子点材料及其制造方法可适用于各种荧光发光材料、光扩散混合材料、光扩散薄膜构造及其装置(例如:显示器或照明装置);再者,本发明较佳实施例的核-壳发光量子点材料及其制造方法可适当做为量子点材料或荧光发光材料表面稳定剂、吸附剂或分散载体,或其可选择应用于材料、影像显示、光学或生物医学或其它技术领域,但其并非用以限定本发明的应用范围。

图1揭示本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料的示意图。请参照

图1所示,举例而言,本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料包含至少一核体1、至少一元素含量递减区11(如图1的深浅变化区的示意所示)、至少一壳体2及一闪锌矿结构3(如图1的细点的示意所示)。

请再参照图1所示,举例而言,该核体1为一合金型核体,而在构造上该核体1具有一核心部,且该核体1形成一硒化镉合金体。另外,该合金型核体的硒化镉合金体选自一CdZnSe合金体、一具CdZnSe合金成的合金体、一CdZnSeS合金体、一具CdZnSeS合金的合金体、一CdSeS合金体、一具CdSeS合金的合金体或其任意组合的合金体。

请再参照图1所示,举例而言,该元素含量递减区11自该核体1的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者。另外,该元素含量递减区11的镉元素或硒元素的比例为0.1摩尔百分比至50摩尔百分比、10摩尔百分比至50摩尔百分比、30摩尔百分比至50摩尔百分比或其它范围。

请再参照图1所示,举例而言,该壳体2包覆形成于该核体1,而该壳体2具有一壳层及一外表面,且该外表面位于该壳层2之外,且该壳体2由一立方晶系材料形成。该壳体2的外表面具有一棱角多角形表面。另外,该壳体2可选择由一ZnS壳体、一ZnSe壳体、一ZnSeS壳体、一CdS壳体、一CdZnS壳体、一CdSe壳体或其任意组合形成壳体。

请再参照图1所示,举例而言,该闪锌矿结构3形成于该壳体2的壳层及外表面,而该壳体2为一多角形壳体,且该闪锌矿结构3由一闪锌矿型化合物形成。在功能上该壳体2的闪锌矿结构3提供保护该合金型核体,且该壳体2的闪锌矿结构3具有一抗水、氧侵蚀能力及提供一热稳定性,以便该合金型核体产生一发光稳定性及提供一量子效率(例如:量子效率大于90%或95%)。

图2揭示本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法的方块示意图,其对应于图1的核壳发光量子点材料。请参照图1及图2所示,本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造(合成)方法包含第一步骤S1:首先,举例而言,将一第一金属前驱物溶液进行错合活化,以形成一已活化第一金属前驱物溶液,且该已活化第一金属前驱物溶液包含一已活化第一金属前驱物,且该已活化第一金属前驱物为一已活化镉前驱物,即该第一金属前驱物溶液可选择为一含镉金属前驱物溶液。

请再参照图1及图2所示,举例而言,该含镉金属前驱物溶液的镉浓度可选自0.04毫摩尔、0.08毫摩尔、0.14毫摩尔、0.20毫摩尔、0.42毫摩尔、1.00毫摩尔或其它适当浓度。

请再参照图1及图2所示,举例而言,该第一金属前驱物溶液以添加一油胺(oleylamine)液体及一油酸(oleic acid)溶液或其它一级胺或油胺混合溶液方式进行错合活化。另外,该第一金属前驱物溶液可选择预先添加一预定量(例如:适当少量)的一级烷基胺(primary alkylamine)、12胺(dodecylamine)、15胺(pentadecylamine)、16胺(hexadecanamine)或油胺(oleylamine)在反应温度150℃至180℃之间或其它适当反应温度进行错合活化。

请再参照图1及图2所示,本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第二步骤S2:接着,举例而言,将一第二金属前驱物添加至该已活化第一金属前驱物溶液中进行错合活化(例如:反应温度300℃至320℃之间或其它适当反应温度),以形成一已活化第一及第二金属前驱物溶液。该已活化第一及第二金属前驱物溶液包含一已活化第二金属前驱物,且该第二已活化金属前驱物为一已活化锌前驱物,即该第二金属前驱物可为选自一含锌金属前驱物(例如:锌浓度为2.9毫摩尔)。

请再参照图1及图2所示,本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第三步骤S3:接着,举例而言,将一第三金属离子溶液添加至该已活化第一及第二金属前驱物溶液中进行一核体粒子反应(例如:10分钟或其它反应时间),例如:CdZnSeS核体,且第三金属离子溶液包含一第三金属离子,且该第三金属离子为一硒离子,以形成一合金型核体溶液及一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者。

请再参照图1及图2所示,举例而言,该第三金属离子溶液为选自一含硒金属离子溶液(例如:硒浓度为1.5毫摩尔)。或,该第三金属离子溶液可选择包含硫(例如:硫浓度为2.2毫摩尔)、硒及正三辛基氧膦(TOP,trioctylphosphine)或包含硫、硒及三丁基膦(TBP,tributylphosphine)。

请再参照图1及图2所示,举例而言,本发明另一较佳实施例的该第三金属离子溶液为选自一第三金属离子及第四离子混合溶液,如此在该核体粒子反应上可选择形成一CdSeZnS核心量子点或一类似CdSeZnS核心量子点。

请再参照图1及图2所示,本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第四步骤S4:接着,举例而言,将一第四离子溶液添加至该合金型核体溶液中进行一第一包壳反应(例如:15至20分钟或其它反应时间),以获得一合金型核-包壳量子点溶液。

请再参照图1及图2所示,举例而言,该第四离子溶液为选自一含硫阴离子的储备溶液(stock solution)、一含硫与TOP阴离子溶液(例如:硫浓度为2.0毫摩尔)或一含硫与TBP阴离子溶液。另外,该第一包壳反应可选择反应温度240℃至290℃之间或其它适当反应温度。

请再参照图1及图2所示,本发明第一较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第五步骤S5:接着,举例而言,将该合金型核-包壳量子点溶液制成一合金型核-包壳量子点材料,其具有巨大粒径(>13nm或>15nm)。举例而言,本发明可选择采用各种不同的包壳材料,例如:各种Zn盐类包壳材料或其它适当盐类包壳材料。

图3揭示本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料的示意图,其对应于图1的核壳发光量子点材料构造。请参照图3所示,相对于第一实施例,举例而言,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料另包含一第一外壳层21(例如:ZnS),且该第一外壳层21适当包覆于该壳体2(例如:ZnS)上。

请参照图3所示,该壳体2及第一外壳层21组成为一多层复合壳体,而该壳体2包含数个壳层厚度,且数个该壳层厚度可选择自该核体1的核心部向外递减厚度或可选择自该核体1的核心部向外递增厚度。

图4揭示本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造(合成)方法的方块示意图,其对应于图3的核壳发光量子点材料。请参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第一步骤S1:首先,举例而言,将一第一金属前驱物溶液进行错合活化,以形成一已活化第一金属前驱物溶液,且该已活化第一金属前驱物溶液包含一已活化第一金属前驱物,且该已活化第一金属前驱物为一已活化镉前驱物,即该第一金属前驱物溶液可选择为一含镉金属前驱物溶液。

请再参照图3及图4所示,举例而言,该含镉金属前驱物溶液的镉浓度可选自0.04毫摩尔、0.08毫摩尔、0.14毫摩尔、0.20毫摩尔、0.42毫摩尔、1.00毫摩尔或其它适当浓度。

请再参照图3及图4所示,举例而言,该第一金属前驱物溶液以添加一油胺液体及一油酸溶液或其它一级胺或油胺混合溶液方式进行错合活化。另外,该第一金属前驱物溶液可选择预先添加一预定量的一级烷基胺(primary alkylamine)、12胺(dodecylamine)、15胺(pentadecylamine)、16胺(hexadecanamine)或油胺(oleylamine)在反应温度150℃至180℃之间或其它适当反应温度进行错合活化。

请再参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第二步骤S2:接着,举例而言,将一第二金属前驱物添加至该已活化第一金属前驱物溶液中进行错合活化(例如:反应温度300℃至320℃之间或其它适当反应温度),以形成一已活化第一及第二金属前驱物溶液。该已活化第一及第二金属前驱物溶液包含一已活化第二金属前驱物,且该第二已活化金属前驱物为一已活化锌前驱物,即该第二金属前驱物可为选自一含锌金属前驱物(例如:锌浓度为2.9毫摩尔)。

请再参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第三步骤S3:接着,举例而言,将一第三金属离子溶液添加至该已活化第一及第二金属前驱物溶液中进行一核体粒子反应(例如:10分钟或其它反应时间),且第三金属离子溶液包含一第三金属离子,且该第三金属离子为一硒离子,以形成一合金型核体溶液及一硒化镉合金体,而该硒化镉合金体具有一元素含量递减区,且该元素含量递减区自该核体的核心部向外递减一镉元素、一硒元素或两者。

请再参照图3及图4所示,举例而言,该第三金属离子溶液为选自一含硒金属离子溶液(例如:硒浓度为1.5毫摩尔)。或,该第三金属离子溶液可选择包含硫(例如:硫浓度为2.2毫摩尔)、硒及正三辛基氧膦(TOP)或包含硫、硒及三丁基膦(TBP)。

请再参照图3及图4所示,举例而言,本发明另一较佳实施例的该第三金属离子溶液为选自一第三金属离子及第四离子混合溶液,如此在该核体粒子反应上可选择形成一CdSeZnS核心量子点或一类似CdSeZnS核心量子点。

请再参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第四步骤S4:接着,举例而言,将一第四离子溶液添加至该合金型核体溶液中进行一第一包壳反应(例如:15至20分钟或其它反应时间),以获得一合金型核-包壳量子点溶液,且该第一包壳反应产生一合金型核-包壳量子点材料。

请再参照图3及图4所示,举例而言,该第四离子溶液为选自一含硫阴离子的储备溶液、一含硫(例如:硫浓度为2.0毫摩尔)与TOP阴离子溶液或一含硫与TBP阴离子溶液。另外,该第一包壳反应可选择反应温度240℃至290℃之间或其它适当反应温度。

请再参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第五(A)步骤S5A:接着,举例而言,将另一第二金属前驱物及一油酸混合形成一第二金属前驱物混合溶液,并将该第二金属前驱物混合溶液添加至该合金型核体溶液中进行一第二包壳反应(例如:30分钟或其它反应时间),以获得一合金型核-多层包壳量子点溶液。

请再参照图3及图4所示,该第二金属前驱物混合溶液为一油酸锌(Zn-oleate)溶液(透明淡黄色溶液),而该第二金属前驱物混合溶液可选择反应温度180℃至220℃之间或其它适当反应温度。另外,该第二包壳反应可选择反应温度240℃至290℃之间或其它适当反应温度。

请再参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法另包含步骤:选择在反应温度180℃至220℃之间或其它适当反应温度下将一十二硫醇另添加至该合金型核体溶液中,以进行该第二包壳反应(例如:30分钟或其它反应时间)。

请再参照图3及图4所示,本发明第二较佳实施例的核壳发光量子点材料制造方法包含第六步骤S6:接着,举例而言,将该合金型核-多层包壳量子点溶液制成一合金型核-多层包壳量子点材料,其具有巨大粒径(>13nm或>15nm)。举例而言,本发明可选择采用各种不同的包壳材料,例如:各种Zn盐类包壳材料或其它适当盐类包壳材料。

图5揭示本发明第三较佳实施例的核壳发光量子点材料的示意图,其对应于图1及图3的核壳发光量子点材料构造。请参照图5所示,相对于第一及第二实施例,举例而言,本发明第三较佳实施例的核壳发光量子点材料另包含一第二外壳层22(例如:ZnS),且该第二外壳层22适当包覆于该壳体2及第一外壳层21上。

图6A揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的穿透式电子显微镜(TEM,transmission electronic microscopy)影像图。请参照图6A所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料在适当添加十六胺(hexadecanamine)下产生一巨大(giant)的CdSeZnS量子点。

图6B揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的粒径分布的示意图,其对应于图6A。请参照图6B所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的粒径的离散程度约为小于10%,而其粒径平均值约为15.36±1.46nm,且其尺寸大小相当均一。

图6C揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的X射线绕射仪(XRD,X-raydiffratometer)的绕射图谱示意图,其对应于图6A及图6B。请参照图6C所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料具有闪锌矿(zinc-blende)结构,如图6C的黑色棒体所示。

图7A揭示本发明另一较佳实施例的核壳发光量子点材料的穿透式电子显微镜影像图。请参照图7A所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料在未添加十六胺下仍产生一巨大的CdSeZnS量子点。

图7B揭示本发明另一较佳实施例的核壳发光量子点材料的粒径分布的示意图,其对应于图7A。请参照图7B所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的粒径粒径平均值约为13.87±1.41nm,且其粒径的离散程度约为略大于10%,其尺寸大小可视为约相当接近均一。

图7C揭示本发明另一较佳实施例的核壳发光量子点材料的X射线绕射仪的绕射图谱示意图,其对应于图7A及图7B。请参照图7C所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料另具有纤锌矿(wurtzite)结构,如图7C的黑色棒体所示。

图8A揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的不同镉金属前驱物浓度(concentration)与光致发光(PL,photoluminescence)关系的光谱示意图。请参照图8A所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料选择三种镉金属前驱物浓度,该镉金属前驱物浓度选择为0.14毫摩尔、0.28毫摩尔及1.00毫摩尔,且其对应发光波长为519nm(图8A的最左侧波峰)、533nm(图8A的中间波峰)及625nm(图8A的最右侧波峰)。

图8B揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的不同镉金属前驱物浓度与光致发光波长的关系示意图,其对应于图8A。请参照图8A所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料随着镉金属前驱物浓度(0.14毫摩尔、0.28毫摩尔及1.00毫摩尔)增加而其发光产生红移现象(519nm、533nm及625nm),其最大红移为620nm至625nm。

图9A揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的单一(single)核壳发光量子点以核壳发光量子点以扫描穿透电子显微镜-X射线能谱-二维元素分布(STEM-EDSelemental mapping)方式显示镉(Cd)元素及硒(Se)元素的影像图。请参照图9A所示,举例而言,在微细结构分析上本发明较佳实施例的单一核壳发光量子点的核体具有镉元素A(显示红色)及硒元素B(显示蓝色),其核体处(例如:半径≤3nm)为主要包含Cd、Zn、Se及S。

图9B揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的单一核壳发光量子点以扫描穿透电子显微镜-X射线能谱-二维元素分布方式显示锌(Zn)元素及硫(S)元素的影像图,其对应于图9A。请参照图9B所示,举例而言,在微细结构分析上本发明较佳实施例的单一核壳发光量子点的壳体具有锌元素C(在实际上显示绿色)及硫元素D(在实际上显示黄色),其壳体主要包含Zn及S。

图9C揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的单一核壳发光量子点沿着图9A及图9B探测线(probed line)以X射线质谱仪(EDS)显示元素分布影像(elementalmap)示意图,其对应于图9A及图9B。请参照图9A、图9B及图9C所示,举例而言,本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料随着镉金属前驱物浓度增加而其发光产生红移现象。

图10揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的扫描穿透式电子显微镜影像-高角度环状暗场影像(STEM-HAADF image)。请参照图10所示,举例而言,在微细结构分析上本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料具有各种原子以六角形的形式排列或近似六角形的形式排列。

图11揭示本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料的闪锌矿结构的示意图,其对应于图10。请参照图11所示,举例而言,在微细结构分析上本发明较佳实施例的核壳发光量子点材料在模拟中自[110]方向显示具有闪锌矿结构,即以六角形的形式排列。

上述实验数据为在特定条件之下所获得的初步实验结果,其仅用以易于了解或参考本发明的技术内容而已,其尚需进行其他相关实验。该实验数据及其结果并非用以限制本发明的权利范围。

前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征,该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式予以实施;因此,本发明的权利范围须视所附权利要求书所界定的范围为准。

相关技术
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  • 核-壳量子点复合结构上转换发光材料及其制备方法
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