(57)【要約】  量子ドットの製造方法を開示し、前記量子ドットの製造方法は、初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させることと、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造することであって、有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系において実行されることと、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンと混合し、前記有機アミンを残留陽イオン前駆体と錯化させるか、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱することと、を含む。
2021517548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
量子ドットの製造方法であって、
初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップと、
前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造するステップであって、有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系において実行されるステップと、
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップと、を含むこと、あるいは、
初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合して、有機アミンを前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップと、
前記初期量子ドットコアの表面にシェル層成長反応を行い、シェル層を製造するステップと、
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸と混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップと、を含むこと、
を特徴とする量子ドットの製造方法。
【請求項２】
前記シェル層成長反応系内の有機カルボン酸は、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップにおいて残される有機カルボン酸から由来すること、
および／または、前記シェル層成長反応系内の有機カルボン酸は、シェル層成長プロセスにおいて、前記シェル層成長反応系に補充として添加される適量の有機カルボン酸から由来すること、
を特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項３】
前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップにおいて、前記量子ドットコアと前記有機カルボン酸の質量モル比は、１０ｍｇ：（３〜１０ｍｍｏｌ）として、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合すること、
を特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項４】
前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合し、８０〜１５０℃の温度で２０〜６０分間加熱して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させること、
を特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項５】
シェル層成長反応が完了した後の体系を有機アミンと混合して加熱するステップにおいて、前記有機アミンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機アミンと混合することを特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項６】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップにおいて、前記有機アミンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記有機ホスフィンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合することを特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項７】
前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合して、有機アミンを前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップにおいて、前記量子ドットコアと前記有機アミンの質量モル比は、１０ｍｇ：（３〜１０ｍｍｏｌ）として、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合すること、
を特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項８】
前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合し、８０〜１５０℃の温度で２０〜６０分間加熱して、有機アミンを前記初期量子ドットコアの表面に結合させること、
を特徴とする請求項７に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項９】
シェル層成長反応が完了した後の体系を有機カルボン酸と混合して加熱するステップにおいて、前記有機カルボン酸と前記初期量子ドットコアのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機アミンと混合することを特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１０】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップにおいて、前記有機カルボン酸と前記初期量子ドットコアのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記有機ホスフィンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合することを特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１１】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合し、１００〜３２０℃の温度で１０〜６０分間加熱すること、
を特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１２】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸と混合し、２４０〜３２０℃の温度で３０〜９０分間加熱すること、
を特徴とする請求項１に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１３】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機ホスフィンと混合して加熱するステップにおいて、前記有機ホスフィンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は、（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機ホスフィンと混合すること、
を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１４】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合し、８０〜３２０℃の温度で１０〜９０分間混合処理且つ加熱すること、
を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１５】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンと混合し、８０〜３２０℃の温度で３０〜９０分間混合処理且つ加熱すること、
を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１６】
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機ホスフィンと混合し、１００〜３２０℃の温度で１０〜６０分間混合処理且つ加熱すること、
を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１７】
前記有機カルボン酸は、８〜１８個の炭素原子を有する有機カルボン酸のうちの１種または複数種から選択されること、
および／または、前記有機アミンは、８〜１８個の炭素原子を有する有機アミンのうちの１種または複数種から選択されること、
および／または、前記有機ホスフィンは、トリオクチルホスフィンとトリブチルホスフィンのうちの少なくとも１種から選択されること、
を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１８】
前記有機カルボン酸は、８〜１８個の炭素原子を有する有機カルボン酸のうちの１種または複数種から選択される場合、前記有機カルボン酸は単一のカルボキシル基を含む直鎖有機カルボン酸から選択されること、および／または、
前記有機アミンは、８〜１８個の炭素原子を有する有機アミンのうちの１種または複数種から選択される場合、前記有機アミンは単一のカルボキシル基を含む直鎖有機アミンから選択されること、
を特徴とする請求項１７に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項１９】
前記有機カルボン酸は単一のカルボキシル基を含む直鎖有機カルボン酸から選択される場合、前記有機カルボン酸は、オレイン酸、ドデカン酸、ミリスチン酸、ヘキサデカン酸、およびオクタデカン酸のうちの少なくとも１種から選択されること、
を特徴とする請求項１８に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項２０】
前記有機アミンは単一のカルボキシル基を含む直鎖有機アミンから選択される場合、前記有機アミンは、オレイルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、およびオクタデシルアミンのうちの少なくとも１種から選択されること、
を特徴とする請求項１８に記載の量子ドットの製造方法。
【請求項２１】
量子ドットであって、請求項１から請求項２０のいずれか一項に記載の量子ドットの製造方法によって製造されることを特徴とする量子ドット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１９年１０月９日に中国専利局に提出された出願番号２０１８１１１７３２８８．７で、「量子ドットの製造方法」と題された中国特許出願と、２０１９年１０月９日に中国専利局に提出された出願番号２０１８１１１７３２９４．２で、「量子ドットの製造方法」と題された中国特許出願との優先権を主張し、その全内容は、引用により本願に組み込まれている。
【０００２】
本願は、ナノ結晶材料製造の技術分野に属し、特に量子ドットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
ナノサイエンスとナノテクノロジーは新しい科学と技術であり、潜在的な応用価値と経済的利益があるため、世界中の科学者に注目されている。バルクマテリアルと比較すると、ナノ結晶（ＮＣｓ）は、バルクマテリアルが備えていない電気的、光学的、磁気的および電気化学的特性を呈することができる。半導体ナノ結晶は、量子ドット（ＱＤ）とも呼ばれ、そのサイズ範囲は１〜２０ｎｍであり、粒子サイズが変化すると、半導体ナノ結晶のバンドギャップの価電子帯と伝導帯も変化し（量子サイズ効果）、例えばＣｄＳｅナノ結晶の吸収と発光は可視光スペクトル範囲のほぼ全体をカバーするため、半導体ナノ結晶はサイズに関連するフォトルミネセンスの現象を示す。半導体ナノ結晶はバイオマーカー、診断、化学センサー、発光ダイオード、電子発光デバイス、光起電力デバイス、レーザー、電子トランジスターなどの多くの技術分野で使用されている。ただし、異なる技術分野での応用には、異なる種の半導体量子ドットを自ら用意する必要があり、高品質の半導体量子ドットを製造することは、半導体量子ドットのサイズ効果を効果的に応用する前提条件である。
【０００４】
過去数十年間に、高品質の半導体ナノ結晶を得るために、科学研究者はさまざまな方法を開発した。従来の技術には、主に表面配位子修飾とコアシェル構造の設計がある。コアシェル構造の設計では、コアはナローバンドギャップの半導体材料であり、シェルはワイドバンドギャップの材料であるタイプはよく見られる。このタイプのコアシェル構造の合成方法には、主に１ステップ法、２ステップ法、３ステップ法がある。このうち、１ステップ法というのは、コアシェル量子ドットは、１つの反応容器でコア成長とシェル成長を行うことである。２ステップ法というのは、コアシェル量子ドットの製造が２つのステップを含み、１つの反応容器でコア成長を行い、量子ドットコアを取り出して別の反応溶媒に置いてシェル成長を行うことである。３ステップ法というのは、コアシェル量子ドットの製造が２つのステップを含み、１つの反応容器でコア成長を行い、量子ドットコアを取り出して別の反応溶媒に置いて中間シェル成長を行い、中間シェルを備えるコアシェル量子ドットを取り出して、３番目の反応容器に置いて最外層シェル成長を行う。従来、コアシェル構造量子ドットを製造するために使用されるシェル成長法は、１ステップ法のシェル成長、２ステップ法のシェル成長、または３ステップ法のシェル成長に問わず、一般的に、単にシェル源前駆体を利用して連続注入成長することであり、この方法は、シェル成長の品質をうまく制御できず、表面配位子の少ないコアシェル構造量子ドットが生じ、溶解性が低下する。したがって、コアシェル量子ドットのシェル成長方式およびシェル成長制御に関する研究は非常に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願の実施形態は、従来技術において、シェル源前駆体の連続注入成長によって製造されたコアシェル構造量子ドットは、表面配位子が少なく、溶解性が低下であることを解決すること、または、従来技術において、シェル源前駆体の連続注入成長法によって製造されたコアシェル構造量子ドットは、格子応力が大きく、表面に多数の格子欠陥があり、蛍光強度に影響を与えることを解決することを目的とする量子ドット製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の技術的問題を解決するために、本願の実施形態で採用される技術的解決手段は以下のとおりである。
量子ドットの製造方法を提供し、
初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップと、
前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造するステップであって、有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系において実行されるステップと、
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップと、を含むこと、
あるいは、
初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合して、有機アミンを前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップと、
前記初期量子ドットコアの表面にシェル層成長反応を行い、シェル層を製造するステップと、
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸と混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップと、を含む
【０００７】
本願の実施形態によって提供される量子ドットの製造方法の有益な効果は以下のとおりである。前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合し、前記有機カルボン酸は初期量子ドットコア陽イオンの表面に結合する傾向があり、その結果、前記有機カルボン酸は前記初期量子ドットコアの表面に結合し、量子ドットコアの陽イオン空格子点を埋めるために使用され、コアとシェルの界面間の欠陥状態が低減され、シェル層の成長に優れたエピタキシャルインターフェースを提供する。同時に、前記有機カルボン酸は量子ドットコアの表面を不動態化する役割をさらに果たし、前記量子ドットコアは、シェル成長温度まで加熱されても、自熟化が起こらず、それによって粒子サイズが均一である量子ドットが取得される。後続のシェル成長過程において、シェル源陰イオン前駆体とシェル源陽イオン前駆体が熱分解した後の有機配位子はシェル層成長反応系内の有機カルボン酸と共にシェル層の表面に結合し、製造されたコアシェル構造量子ドットが良好な単分散性を備える。シェル層成長が完了した後、シェル層成長反応が完了した後の体系が、継続的に有機ホスフィンおよび／または有機アミンの少なくとも１種と混合されて後続処理を行い、そのうち、シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機ホスフィンと混合されて後続処理を行う場合、有機ホスフィンはナノ結晶シェル層の表面の非金属元素と結合して、陰イオン空格子点を不動態化し、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を低減し、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに上向させる。シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機アミンと混合されて後続処理を行う場合、有機アミンはコアシェル構造量子ドット混合液内の残留陽イオン前駆体を錯化し、陽イオン前駆体の凝固点を低減できるため、後の量子ドットの洗浄と純度に有利であり、製造された量子ドットは、デバイスのフィルム層を形成するために使用される時に、コアシェル構造量子ドット溶液に残留する陽イオン性前駆体不純物のデバイスの安定性に対する影響を効果的に回避でき、しかも量子ドット固体膜の成膜品質を改善する。
【０００８】
または、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合し、前記有機アミンは前記初期量子ドットコアの表面に結合し、量子ドットコアの陽イオン空格子点を埋めるために使用され、コアとシェルの界面間の欠陥状態が低減され、シェル層の成長に優れたエピタキシャルインターフェースを提供する。さらに、有機アミンと量子ドットコア表面の金属原子の間の結合力は比較的弱いため、有機アミンは少なめのエネルギーで前１つのシェル層の表面にある金属原子から脱着でき、後続のシェル層成長過程では、シェル源前駆体の陰イオンがコア表面の金属イオンと結合してエピタキシャル成長を行いやすくになり、量子ドットのコアとシェルの間の界面の原子間格子応力が大きすぎることを回避でき、エピタキシャル結晶化のシェル層の表面にある格子欠陥の存在を低減する。また、有機アミンのアミノ官能基は双極子効果を備え、シェル層がエピタキシャル結晶化の時に量子ドットコアの結晶配向に従って成長することを駆動し、これによりシェル成長によって得られるシェル層が量子ドットコアの結晶形と一致し、量子ドットコアの表面原子とシェル層の間の格子欠陥をさらに低減する。シェル層成長が完了した後、シェル層成長反応が完了した後の体系は、継続的に有機ホスフィンおよび／または有機カルボン酸のうちの少なくとも１つと混合されて後続処理を行い、そのうち、シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機ホスフィンと混合されて後続処理を行う場合、有機ホスフィンはナノ結晶シェル層の表面の非金属元素と結合して、陰イオン空格子点を不動態化し、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を低減し、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに上向させる。シェル層成長反応が完了した後の体系は、続いて有機カルボン酸と混合されて後続処理を行う場合、有機カルボン酸は、コアシェル構造のナノ結晶シェル層の表面に接続されたプロトン化有機アミンを効果的に除去できる（有機アミンを使用して量子ドットコアの修飾処理を行うプロセスでは、一部の有機アミンは脱落し、続いて後続のシェル成長プロセスで成長している金属原子の表面に結合し、ほとんどの有機アミンはシェル成長プロセスにおいて脱着されるが、一部の有機アミンはまだシェル層金属原子表面の未脱着面に結合しており、脱着していない有機アミンは、最終的にはプロトン化の有機アミンを形成する）、コアシェル構造ナノ結晶の表面にある帯電した有機アミン配位子を減らし、シェル構造ナノ結晶が発光するときに生成される励起子（電子）は、表面にある帯電した有機アミン配位子によってトラップされるがさらに低減されるため、この後処理は、コアシェル構造ナノ結晶の過渡蛍光寿命をさらに高めることができる効果を有する。
【０００９】
本願の実施形態における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下は、実施例または例示的な技術的説明で使用する必要がある図面を簡単に紹介する。明らかに、以下の説明における図面は本願のいくつかの実施例にすぎず、当業者にとって、創造的な労力を払うことなく、これらの図面に基づいて他の図面を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本願の一実施形態によって提供されるコアシェル構造量子ドットを製造するための方法の流れを示す模式図である。
【図２】本願の別の実施形態によって提供されるコアシェル構造量子ドットを製造するための方法の流れを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより分かりやすくするために、以下に図面及び実施例を参照しながら、本発明について詳しく説明する。ここで記載する具体的な実施例は本発明を説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１２】
本願の説明では、「第１」および「第２」という用語は説明目的でのみ使用され、示された技術的特徴の数を相対的な重要性を示すまたは暗示的に示すと理解すべきではない。したがって、「第１」および「第２」と定義される特徴は、明示的または暗示的に１つまたは複数の当該特徴を含む。本願の説明では、明確で具体的に限定する場合を除き、「複数」は、２つ以上を意味する。
【００１３】
第１の態様は、図１に示すように、本願の実施形態は、コアシェル構造量子ドットの製造方法を提供し、以下のステップを含む。
Ｓ０１、初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させる。
Ｓ０２、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造し、ここで、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造するステップは、有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系において実行される。
Ｓ０３、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンと混合して加熱するか、
シェル層成長反応が完了した後の体系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、
シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱する。
【００１４】
本願の実施形態で提供される量子ドットの製造方法は、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合し、前記有機カルボン酸は初期量子ドットコア陽イオンの表面に結合する傾向があり、その結果、前記有機カルボン酸は前記初期量子ドットコアの表面に結合し、量子ドットコアの陽イオン空格子点を埋めるために使用され、コアとシェルの界面間の欠陥状態が低減され、シェル層の成長に優れたエピタキシャルインターフェースを提供する。同時に、前記有機カルボン酸は量子ドットコアの表面を不動態化する効果をさらに機能し、前記量子ドットコアは、シェル成長温度まで加熱されても、自熟化が起こらず、それによって粒子サイズが均一である量子ドットが取得される。これからシェル成長過程において、シェル源陰イオン前駆体とシェル源陽イオン前駆体が熱分解した後の有機配位子はシェル層成長反応系内の有機カルボン酸と共にシェル層の表面に結合し、製造されたコアシェル構造量子ドットが良好な単分散性を備える。
【００１５】
シェル層成長が完了した後、シェル層成長反応が完了した後の体系が、継続的に有機ホスフィンおよび／または有機アミンの少なくとも１種と混合されて後続処理を行い、そのうち、シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機ホスフィンと混合されて後続処理を行う場合、有機ホスフィンはナノ結晶シェル層の表面の非金属元素と結合して、陰イオン空格子点を不動態化し、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を低減し、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに上向させる。シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機アミンと混合されて後続処理を行う場合、有機アミンはコアシェル構造量子ドット混合液内の残留陽イオン前駆体を錯化し、陽イオン前駆体の凝固点を低減できるため、後の量子ドットの洗浄と純度に有利であり、製造された量子ドットは、デバイスのフィルム層を形成するために使用される時に、コアシェル構造量子ドット溶液に残留する陽イオン性前駆体不純物のデバイスの安定性に対する影響を効果的に回避でき、しかも量子ドット固体膜の成膜品質を改善する。
【００１６】
具体的には、前記ステップＳ０１の一実施形態では、前記初期量子ドットコアは、ＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコア、ＩＩＩ／Ｖ族の量子ドットコア、ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコア、およびＩＩ／ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアのうちの少なく１種から選択できるが、これらに限定されない。例として、前記ＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアは、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＳＳｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＣｄＴｅ、ＺｎＣｄＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅＳ、およびＺｎＣｄＴｅＳから選択できるが、これらに限定されない。前記ＩＩＩ／Ｖ族の量子ドットコアは、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、およびＩｎＡｓＰから選択できるが、これらに限定されない。例として、ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアは、ＩｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＩｎＳｅ、Ｉｎ２Ｓｅ３、Ｉｎ４Ｓｅ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＩｎＴｅ、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＧａＳ、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＳｅ、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＴｅ、Ｇａ２Ｔｅ３から選択できるが、これらに限定されない。前記ＩＩ／ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアは、ＣｕＩｎＳ、ＣｕＩｎＺｎＳ、およびＣｕＩｎＳｅＳから選択できるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、前記初期量子ドットコアは、ＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアから選択できる。
【００１７】
いくつかの実施形態において、前記初期量子ドットコアは、表面配位子を含む初期量子ドットコアである。前記表面配位子は、有機カルボン酸配位子、有機ホスホン酸配位子、有機ホスフィン配位子、およびホスフィンオキシド類配位子の少なくとも１種から選択される。具体的には、前記有機カルボン酸配位子は、オレイン酸、ミリスチン酸、およびドデカン酸のうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。前記有機ホスホン酸配位子は、オクタデシルホスホン酸、テトラデシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸のうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。前記有機ホスフィン配位子は、トリオクチルホスフィン、トリブチルホスフィンのうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。前記ホスフィンオキシド類配位子は、トリオクチルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシドのうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。
【００１８】
前記ステップＳ０１において、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合し、前記有機カルボン酸は初期量子ドットコア陽イオンの表面に結合する傾向があり、その結果、前記有機カルボン酸は前記初期量子ドットコアの表面に結合し、量子ドットコアの陽イオン空格子点を埋めるために使用され、コアとシェルの界面間の欠陥状態が低減され、シェル層の成長に優れたエピタキシャルインターフェースを提供する。同時に、前記有機カルボン酸は量子ドットコアの表面を不動態化する効果をさらに機能し、前記量子ドットコアは、シェル成長温度まで加熱されても、自熟化が起こらず、それによって粒子サイズが均一である量子ドットが取得される。これからシェル成長過程において、シェル源陰イオン前駆体とシェル源陽イオン前駆体が熱分解した後の有機配位子はシェル層成長反応系内の有機カルボン酸と共にシェル層の表面に結合し、製造されたコアシェル構造量子ドットが良好な単分散性を備える。
【００１９】
いくつかの実施形態において、前記有機カルボン酸は、８〜１８個の炭素原子を有する有機カルボン酸から選択され、この場合は、立体障害が比較的に小さいため、最初量子ドットコアの表面への有機カルボン酸の結合に有利である。さらに、前記有機カルボン酸は、単一のカルボキシル基を含む直鎖有機カルボン酸から選択され、直鎖有機カルボン酸は立体障害の低減や不働態化の発生に有利である。具体的には、前記有機カルボン酸は、オレイン酸、ドデカン酸、ミリスチン酸、ヘキサデカン酸、およびオクタデカン酸のうちの少なくとも１種から選択できる。
【００２０】
前記ステップＳ０１において、いくつかの実施形態では、有機カルボン酸が初期量子ドットコアの表面に十分かつ安定に結合するのを容易にするために、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合するステップにおいて、前記混合条件は、初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合し、８０〜１５０℃の温度で２０〜６０分間加熱して、有機カルボン酸を初期量子ドットコアの表面に結合させる。
【００２１】
前記ステップＳ０１において、いくつかの実施形態では、前記初期量子ドットコアの溶液を製造して前記有機カルボン酸と混合する。いくつかの実施形態では、初期量子ドットコアを溶媒に均一に分散させて（初期量子ドットコアは溶液に個別に存在し、相互に適切な距離を維持する）初期量子ドットコアの表面でのシェル成長に適した条件を提供し、良好な分散性および均一な厚さのシェルを得るために、前記初期量子ドットコア溶液には、前記初期量子ドットコアの質量と前記溶媒の体積の比は１０ｍｇ：（５〜１５ｍｌ）である。
【００２２】
前記ステップＳ０１において、いくつかの実施形態では、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合するステップにおいて、前記量子ドットコアと前記有機カルボン酸の質量モル比は、１０ｍｇ：（３〜１０ｍｍｏｌ）として、前記初期量子ドットコアを、有機カルボン酸を含む溶液に分散させ、前記初期量子ドットコアに対して表面修飾処理を行う。前記有機カルボン酸を初期量子ドットコアに十分に結合させて、前記初期量子ドットコアの表面の欠陥状態を減らすために、前記有機カルボン酸試剤がある程度の過剰になってもよいが、前記有機カルボン酸試剤が過剰になり過ぎたらならず、そうでない場合、粘度が大きすぎて、後続するシェル成長の速さが影響され、シェル層の形成に不利である。
【００２３】
一実施形態において、前記ステップＳ０２では、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造するステップは、有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系において実行される。具体的に、一実施形態では、ステップＳ０１で添加された有機カルボン酸が過剰である場合、前記シェル層成長反応系内の有機カルボン酸は、ステップＳ０１から由来し、すなわち、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合し、有機カルボン酸を初期量子ドットコアの表面に結合する、というステップにおいて残された有機カルボン酸である。ステップＳ０１で添加された有機カルボン酸が過剰でない場合、または、ステップＳ０１で添加された有機カルボン酸が過剰であるが、シェル層の成長とともに、有機カルボン酸が不十分になった場合は、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層を製造する際に、シェル層成長反応系に補充として適量の有機カルボン酸を添加することも可能であり、十分な量のカルボン酸は成長しているシェル層の表面に結合させ、製造された量子ドットは良好な単分散性を備えさせる。もちろん、ここで説明する必要があるのは、特定の種のシェル源陰イオン前駆体（Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｐなどの非金属物質とオレイン酸が形成した形成される錯体の前駆体）およびシェル源陽イオン前駆体（オレイン酸亜鉛、オレイン酸カドミウムなど）は熱分解した後に、有機カルボン酸配位子を生成し、熱分解した後に生成された部分の有機配位子が、成長しているシェル層の表面に十分に修飾できないため（特にシェル層の厚さが増加するとともに）、有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系においてシェル層成長を行う必要があり、前記有機カルボン酸を含むシェル層成長反応系内の有機カルボン酸は、前記初期量子ドットコアを有機カルボン酸と混合して、有機カルボン酸を前記初期量子ドットコアの表面に結合させるステップにおいて残される有機カルボン酸、および／またはシェル層成長プロセスにおいて、シェル層成長反応系に補充として添加される適量の有機カルボン酸から由来する。
【００２４】
一実施形態において、前記ステップＳ０２では、前記シェル層成長反応系というのは、初期量子ドットコアの表面においてシェル層を成長させる過程に応用される反応材料体系のことである。本願の実施形態では、１回のシェル層成長のために、シェル源前駆体を、初期量子ドットコアを含む溶液に１回で注入することを採用できる。本願のさらに別の実施形態では、複数のシェル層を成長するために、シェル源前駆体を、初期量子ドットコアを含む溶液またはシェル層成長の溶液系に複数回注入することを採用できる。具体的には、前記初期量子ドットコアにシェル源前駆体を添加して第１回のシェル層成長を行い、第１シェル層を製造する。さらに、前期第１シェル層のうえで、シェル源前駆体を添加して第２回のシェル層成長を行い、前期第１シェル層の表面に第２シェル層が製造する。これを繰り返して、Ｎ回のシェル層成長の後、第Ｎシェル層を製造する。当該実施形態では、各シェル層の表面には、シェル層成長反応系内の有機カルボン酸、およびシェル源陰イオン前駆体とシェル源陽イオン前駆体が熱分解した後の有機配位子が結合されているため、各シェル層が製造された後、材料は良好な単分散性を備え、後続のシェル層成長に有利であり、または商品として応用される時により良好な分散性を備える。
【００２５】
本願の実施形態において、前記シェル源前駆体は、シェル源陽イオン前駆体およびシェル源陰イオン前駆体を含む。ここで、シェル源陽イオン前駆体は、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ａｌなどの金属に基づく酸化物または金属塩と有機カルボン酸によって形成される有機金属カルボン酸塩の少なくとも１種である。さらに、シェル源陽イオン前駆体は、オレイン酸亜鉛、オレイン酸鉛、オレイン酸銀、オレイン酸水銀、オレイン酸インジウム、オレイン酸銅、オレイン酸鉄、オレイン酸マンガン、オレイン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアリン酸銀、ステアリン酸水銀、ステアリン酸インジウム、ハードステアリン酸銅、ステアリン酸鉄、ステアリン酸マンガン、ステアリン酸アルミニウム、ミリスチン酸亜鉛、ミリスチン酸鉛、ミリスチン酸銀、ミリスチン酸水銀、ミリスチン酸インジウム、ミリスチン酸銅、ミリスチン酸鉄、ミリスチン酸マンガン、ミリスチン酸アルミニウム、ヘキサデカン酸亜鉛、ヘキサデカン酸鉛、ヘキサデカン酸銀、ヘキサデカン酸水銀、ヘキサデカン酸インジウム、ヘキサデカン酸銅、ヘキサデカン酸鉄、ヘキサデカン酸マンガン、ヘキサデカン酸アルミニウム、ドデカン酸亜鉛、ドデカン酸鉛、ドデカン酸銀、ドデカン酸水銀、ドデカン酸インジウム、ドデカン酸銅、ドデカン酸鉄、ドデカン酸マンガン、ドデカン酸アルミニウム、オクタデカン酸亜鉛、オクタデカン酸鉛、オクタデカン酸銀、オクタデカン酸水銀、オクタデカン酸インジウム、オクタデカン酸銅、オクタデカン酸鉄、オクタデカン酸マンガン、およびオクタデカン酸アルミニウムのうちの少なくとも１種から選択されるが、これらに限定されない。本願の実施形態では、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｐなどの非金属単体を有機分子に分散して陰イオン錯体を形成した後、前記シェル源陰イオン前駆体を製造できた。前記シェル源陰イオン前駆体がＴｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｐなどの非金属単体と有機分子によって形成された陰イオン錯体である場合、前記有機分子は、トリオクチルホスフィン、トリブチルホスフィン、オレイン酸、およびオクタデセンのうちの少なくとも１種から選択されるが、これらに限定されない。本願の実施形態では、前記シェル源陰イオン前駆体がメルカプタンである場合、前記非金属原子の有機分子は、単一の官能基であるメルカプト（−ＨＳ）官能基を含む有機分子である（例として、オクタデカンチオール、ヘプタデシルチオール、ヘキサデカンチオール、ペンタデシルチオール、テトラデカンチオール、トリデカンチオール、ドデカンチオール、オクタンチオールなどであるが、これに限定されない）。
【００２６】
本願の実施形態おいて、前記シェル源の選択は限定されず、いくつかの実施形態では、得られるシェル層のバンドギャップが初期量子ドットコアのバンドギャップよりも大きいことが満たされるべきである。
【００２７】
いくつかの実施形態において、本願の実施形態では、前記シェル源陽イオン前駆体は、Ｃｄ、Ｚｎ、およびＰｂの有機金属カルボン酸塩のうちの少なくとも１種から選択され、前記シェル源陰イオン前駆体は、Ｔｅ、Ｓｅ、およびＳの単体が有機分子に分散されて形成された陰イオン錯体またはチオールから選択される。
【００２８】
本願の実施形態において、シェル源を注入してシェル層成長を行うたびに、シェル層陽イオン前駆体およびシェル層陰イオン前駆体を添加する手順は厳密に限定されない。例えば、前記シェル源は、シェル層陽イオン前駆体とシェル層陰イオン前駆体が分散された混合前駆体溶液である。前記シェル源の添加方法は、陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を別々に溶媒に注入して陽イオン前駆体溶液と陰イオン前駆体溶液を製造し、まずはシェル層陽イオン前駆体溶液を注入して、後はシェル陰イオン前駆体溶液に注入することであってもよく、または、陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を別々に溶媒に注入して陽イオン前駆体溶液と陰イオン前駆体溶液を製造し、まずはシェル層陰イオン前駆体溶液を注入して、後はシェル陽イオン前駆体溶液に注入することであってもよく、または、陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を溶媒に注入して陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を含む混合前駆体溶液を製造し、混合溶液を、初期量子ドットコアを含む溶液またはシェル層成長溶液系に注入する。
【００２９】
いくつかの実施形態において、前記シェル源陽イオン前駆体溶液の濃度範囲は（０．５〜１．５ｍｍｏｌ／ｍｌ）であり、前記シェル源陰イオン前駆体溶液の濃度範囲は（０．５〜１．５ｍｍｏｌ／ｍｌ）である。適切な濃度は、シェル源陽イオン前駆体とシェル源陰イオン前駆体の初期量子ドットコアの表面での均一な結合に有利であり、結晶化して均一で安定したシェル層を形成する。
【００３０】
いくつかの実施形態において、前記シェル源陽イオン前駆体と前記初期量子ドットコアの質量比は（１〜１．５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇ、および／または前記シェル源陰イオン前駆体と初期量子ドットコアの質量比は（１〜１．５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記シェル源前駆体を、初期量子ドットコアを含む溶液またはシェル層成長溶液系に注入する。この方法は、陰イオン前駆体および陽イオン前駆体が初期量子ドットコアの表面に均一で安定的に結合され、適切な厚さのシェル層が取得される。
【００３１】
さらに、修飾処理後の前記初期量子ドットコアの表面にシェルを製造する温度は１５０〜３２０℃であり、この温度範囲内では、陰イオンと陽イオンの前駆体が結晶化してシェルに生成することに有利であり、且つ量子ドットの安定性に影響を与えない。
【００３２】
前記ステップＳ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機ホスフィンと混合し、前記有機ホスフィンを量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合して、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を減らし、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに向上させる。
【００３３】
前記ステップＳ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機ホスフィンと混合し、１００〜３２０℃の温度で１０〜６０分間加熱する。前記条件で、前記有機ホスフィンは、量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合して、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を減らし、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに向上させる。有機ホスフィンとシェル層成長反応が完了した後の溶液系との混合処理温度が低すぎるか、および／または時間が短すぎる場合、前記有機ホスフィンが陰イオン空格子点を不動態化する効果は明らかではなく、不動態化の役割を果たすことすらできないため、コアシェル構造のナノ結晶の蛍光強度を改善できない。有機ホスフィンとシェル層成長反応が完了した後の溶液系との混合処理温度が高すぎる場合、有機ホスフィンが揮発しやすくなり、修飾処理りの効果に影響を与えるだけでなく、高温条件はコアシェル構造ナノ結晶自体の構造安定性にも影響する。
【００３４】
前記ステップＳ０３において、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機ホスフィンと混合して加熱するステップにおいて、いくつかの実施形態では、前記有機ホスフィンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は、（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記コアシェル構造量子ドットを、有機ホスフィンを含む溶液に分散させる。有機ホスフィンの含有量が低すぎる場合、陰イオン空格子点を不動態化する効果は明らかではなく、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度を大幅に改善することは困難である。有機ホスフィンの含有量が高すぎる場合、コアシェル構造ナノ結晶のフィルム層を作成するときのフィルム形成性能に影響を与える。
【００３５】
前記ステップＳ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機アミンと混合し、有機アミンはシェル層成長反応が完了した後の溶液系に残されたシェル源陽イオン前駆体を錯化するため、溶液系に残されたシェル源陽イオン前駆体の凝固点が低減され、これにより、後続の量子ドット混合液の洗浄と純度の向上に有利であり、製造されるコアシェル構造量子ドットがデバイスのフィルム層を形成するために使用される時に、デバイスの安定性に対するコアシェル構造量子ドットに残された陽イオン前駆体の不純物の影響を効果的に回避し、量子ドット固体膜の膜形成品質を改善できる。
【００３６】
前記ステップＳ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンと混合し、８０〜３２０℃の温度で１０〜６０分間加熱する。前記条件で、前記有機アミンは、量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合して、溶液系に残されたシェル源陽イオン前駆体の凝固点が低減され、それにより、コアシェル構造量子ドットの純度を向上させる。シェル層成長反応が完了した後の溶液系と有機アミンとの混合温度が低すぎるか、および／または時間が短すぎる場合、前記有機アミンが残された陽イオン性前駆体を錯化する効果は明らかではなく、コアシェル構造量子ドットの純度を改善できない。温度が高すぎるか、および／または時間が長すぎる場合、高温条件は、配位子の脱落などのコアシェル構造量子ドット自体の構造安定性に影響を与える。
【００３７】
前記ステップＳ０３において、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機アミンと混合して、前記有機アミンを前記シェル層の表面に結合させるステップにおいて、いくつかの実施形態では、前記有機アミンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記コアシェル構造量子ドットを、有機アミンを含む溶液に分散する。前記有機アミンの含有量が低すぎる場合、前記コアシェル構造量子ドットの純度の改善に与える影響は明らかではない。前記有機アミンの含有量が多すぎる場合、コアシェル構造量子ドットの混合液に残される陽イオン前駆体と錯化した後に残された有機アミンがコアシェル構造量子ドット表面の配位子と交換し、続いて有機アミン配位子自体が不安定であるため（交換された有機カルボン酸は洗浄過程で除去される）、脱落しやすく、したがって、脱落位置に欠陥が形成し、コアシェル構造量子ドットの光熱安定性、蛍光強度および溶解度を低減する。
【００３８】
具体的には、いくつかの実施形態では、後処理試剤として使用される前記有機アミンは、８〜１８個の炭素原子を有する有機アミンから選択される。さらに、前記有機アミン試剤は、単一のアミノ基を含む直鎖有機アミンから選択され、直鎖有機アミンは、立体障害の低減に有利であり、有機アミンのシェル層の表面への結合を促進する。具体的には、前記有機アミン試剤は、オレイルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、およびオクタデシルアミンのうちの少なくとも１種から選択される。
【００３９】
前記ステップＳ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合し、前記有機ホスフィンおよび有機アミンは量子ドットシェル層表面の非金属原子と結合して、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度と純度を向上させる。
【００４０】
前記ステップＳ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合し、８０〜３２０℃の温度で１０〜９０分間加熱する。前記条件下で、前記有機ホスフィンおよび有機アミンは量子ドットシェル層表面の非金属原子と結合して、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度と純度を向上させる。シェル層成長反応が完了した後の溶液系と、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液との混合温度が低すぎるか、および／または時間が短すぎる場合、前記有機アミンおよび有機ホスフィンが残される陽イオン性前駆体を錯化する効果が明らかではないため、コアシェル構造量子ドットの純度と蛍光強度を改善できない。温度が高すぎるか、および／または時間が長すぎる場合、高温条件は、配位子の離脱などのコアシェル構造量子ドット自体の構造安定性に影響を与える。
【００４１】
前記ステップＳ０３において、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップにおいて、前記有機アミンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記有機ホスフィンと前記初期量子ドットコアのモル質量比は（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合する。前記有機ホスフィンおよび有機アミンの含有量の影響は、上記の通りである。
【００４２】
第２の態様は、図２に示すように、本願の実施形態は、量子ドットのコアシェル構造ナノ結晶の製造方法を提供し、以下のステップを含む。
Ｅ０１、初期量子ドットコアを提供し、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合して、有機アミンを前記初期量子ドットコアの表面に結合させる。
Ｅ０２、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層成長反応を行い、シェル層を製造する。
Ｅ０３、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸と混合して加熱するか、
または、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機ホスフィンと混合して加熱するか、
または、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱する。
【００４３】
本願の実施形態によって提供される量子ドットの製造方法は、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合し、前記有機アミンは前記初期量子ドットコアの表面に結合し、量子ドットコアの陽イオン空格子点を埋めるために使用され、コアとシェルの界面間の欠陥状態が低減され、シェル層の成長に優れたエピタキシャルインターフェースを提供する。さらに、有機アミンと量子ドットコア表面の金属原子の間の結合力は比較的弱いため、有機アミンは少なめのエネルギーで前１つのシェル層の表面にある金属原子から脱着でき、後続のシェル層成長過程では、シェル源前駆体の陰イオンがコア表面の金属イオンと結合してエピタキシャル成長を行いやすくになり、量子ドットのコアとシェルの間の界面の原子間格子応力が大きすぎることを回避でき、エピタキシャル結晶化のシェル層の表面にある格子欠陥の存在を低減する。また、有機アミンのアミノ官能基は双極子効果を備え、シェル層がエピタキシャル結晶化の時に量子ドットコアの結晶配向に従って成長することを駆動し、これによりシェル成長によって得られるシェル層が量子ドットコアの結晶形と一致し、量子ドットコアの表面原子とシェル層の間の格子欠陥をさらに低減する。
【００４４】
シェル層成長が完了した後、シェル層成長反応が完了した後の体系は、継続的に有機ホスフィンおよび／または有機カルボン酸のうちの少なくとも１つと混合されて後続処理を行い、そのうち、シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機ホスフィンと混合されて後続処理を行う場合、有機ホスフィンはナノ結晶シェル層の表面の非金属元素と結合して、陰イオン空格子点を不動態化し、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を低減し、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに上向させる。シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機カルボン酸と混合されて後続処理を行う場合、有機カルボン酸は、コアシェル構造のナノ結晶シェル層の表面に接続されたプロトン化有機アミンを効果的に除去できる（有機アミンを使用して量子ドットコアの修飾処理を行うプロセスでは、一部の有機アミンは脱落し、続いて後続のシェル成長プロセスで成長している金属原子の表面に結合し、ほとんどの有機アミンはシェル成長プロセスにおいて脱着されるが、一部の有機アミンはまだシェル層金属原子表面の未脱着面に結合しており、脱着していない有機アミンは、最終的にはプロトン化の有機アミンを形成する）、コアシェル構造ナノ結晶の表面にある帯電した有機アミン配位子を減らし、シェル構造ナノ結晶が発光するときに生成される励起子（電子）は、表面にある帯電した有機アミン配位子によってトラップされるがさらに低減されるため、この後処理の効果は、コアシェル構造ナノ結晶の過渡蛍光寿命をさらに高めることである。
【００４５】
具体的には、前記ステップＥ０１の一実施形態では、前記初期量子ドットコアは、ＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコア、ＩＩＩ／Ｖ族の量子ドットコア、ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコア、およびＩＩ／ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアのうちの少なく１種から選択できるが、これらに限定されない。例として、前記ＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアは、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＳＳｅ、ＺｎＳＳｅ、ＺｎＣｄＳ、ＺｎＣｄＳｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＣｄＴｅ、ＺｎＣｄＳＳｅ、ＺｎＣｄＳｅＳ、およびＺｎＣｄＴｅＳから選択できるが、これらに限定されない。前記ＩＩＩ／Ｖ族の量子ドットコアは、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、およびＩｎＡｓＰから選択できるが、これらに限定されない。例として、ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアは、ＩｎＳ、Ｉｎ２Ｓ３、ＩｎＳｅ、Ｉｎ２Ｓｅ３、Ｉｎ４Ｓｅ３、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＩｎＴｅ、Ｉｎ２Ｓｅ３、ＧａＳ、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＳｅ、Ｇａ２Ｓｅ３、ＧａＴｅ、Ｇａ２Ｔｅ３から選択できるが、これらに限定されない。前記ＩＩ／ＩＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアは、ＣｕＩｎＳ、ＣｕＩｎＺｎＳ、およびＣｕＩｎＳｅＳから選択できるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、前記初期量子ドットコアは、ＩＩ／ＶＩ族の量子ドットコアから選択できる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、前記初期量子ドットコアは、表面配位子を含む初期量子ドットコアである。前記表面配位子は、有機カルボン酸配位子、有機ホスホン酸配位子、有機ホスフィン配位子、およびホスフィンオキシド類配位子のうちの少なくとも１種から選択される。具体的には、前記有機カルボン酸配位子は、オレイン酸、ミリスチン酸、およびドデカン酸の少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。前記有機ホスホン酸配位子は、オクタデシルホスホン酸、テトラデシルホスホン酸、ドデシルホスホン酸のうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。前記有機ホスフィン配位子は、トリオクチルホスフィン、トリブチルホスフィンのうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。前記ホスフィンオキシド類配位子は、トリオクチルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシドのうちの少なくとも１種から優先的に選択されるが、これらに限定されない。
【００４７】
前記ステップＥ０１において、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合し、前記有機アミンは初期量子ドットコア陽イオンの表面に結合する傾向があり、その結果、前記有機アミンは前記初期量子ドットコアの表面に結合し、量子ドットコアの陽イオン空格子点を埋めるために使用され、コアとシェルの界面間の欠陥状態が低減され、シェル層の成長に優れたエピタキシャルインターフェースを提供する。
【００４８】
いくつかの実施形態おいて、前記有機アミンは、８〜１８個の炭素原子を有する有機アミンから選択され、この時、比較的小さい立体障害が備えられ、有機アミンのシェル層の表面への結合に有利する。いくつかの実施形態おいて、前記有機アミンは、単一のアミノ基を含む直鎖有機アミンから選択され、直鎖有機アミンは、立体障害の低減に有利であり、有機アミンのシェル層の表面への結合を促進する。前記有機アミンは、オレイルアミン、トリオクチルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、およびオクタデシルアミンのうちの少なくとも１種から選択できる。
【００４９】
前記ステップＥ０１において、いくつかの実施形態では、有機カルボン酸が初期量子ドットコアの表面に十分かつ安定に結合するのを容易にするために、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合するステップにおいて、前記混合条件は、初期量子ドットコアを有機アミンと混合し、８０〜１５０℃の温度で２０〜６０分間加熱して、有機アミンを初期量子ドットコアの表面に結合させる。
【００５０】
前記ステップＥ０１において、いくつかの実施形態では、前記初期量子ドットコアの溶液を製造して前記有機アミンと混合する。いくつかの実施形態では、初期量子ドットコアを溶媒に均一に分散させて（初期量子ドットコアは溶液に個別に存在し、相互に適切な距離を維持する）初期量子ドットコアの表面でのシェル成長に適した条件を提供し、良好な分散性および均一な厚さのシェルを得るために、前記初期量子ドットコア溶液には、前記初期量子ドットコアの質量と前記溶媒の体積の比は１０ｍｇ：（５〜１５ｍｌ）である。
【００５１】
前記ステップＥ０１において、いくつかの実施形態では、前記初期量子ドットコアを有機アミンと混合するステップにおいて、前記量子ドットコアと前記有機アミンの質量モル比は、１０ｍｇ：（３〜１０ｍｍｏｌ）として、前記初期量子ドットコアを、有機アミンを含む溶液に分散させ、前記初期量子ドットコアに対して表面修飾処理を行う。前記有機アミンを初期量子ドットコアに十分に結合させて、前記初期量子ドットコアの表面の欠陥状態を減らすために、前記有機アミンがある程度の過剰になってもよく、ただし、前記有機アミンが過剰になり過ぎたらならなくて、そうでない場合、粘度が大きすぎて、後続のシェル成長の速さが影響され、シェル層の形成に不利である。
【００５２】
前記ステップＥ０２において、前記初期量子ドットコアの表面にシェル層成長反応を行い、シェル層を製造する。本願の実施形態では、１回のシェル層成長のために、シェル源前駆体を、初期量子ドットコアを含む溶液に１回で注入することを採用できる。本願のさらに別の実施形態では、複数のシェル層を成長するために、シェル源前駆体を、初期量子ドットコアを含む溶液またはシェル層成長の溶液系に複数回注入することを採用できる。具体的には、前記初期量子ドットコアにシェル源前駆体を添加して第１回のシェル層成長を行い、第１シェル層を製造する。さらに、前期第１シェル層のうえで、シェル源前駆体を添加して第２回のシェル層成長を行い、前期第１シェル層の表面に第２シェル層が製造する。これを繰り返して、Ｎ回のシェル層成長の後、第Ｎシェル層を製造する。当該実施形態では、各シェル層の表面には、シェル層成長反応系内の有機カルボン酸、およびシェル源陰イオン前駆体とシェル源陽イオン前駆体が熱分解した後の有機配位子が結合されているため、各シェル層が製造された後、材料は良好な単分散性を備え、後続のシェル層成長に有利であり、または商品として応用される時により良好な分散性を備える。
【００５３】
本願の実施形態において、前記シェル源前駆体は、シェル源陽イオン前駆体およびシェル源陰イオン前駆体を含む。ここで、シェル源陽イオン前駆体は、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｆｅ、Ｉｎ、Ａｌなどの金属に基づく酸化物または金属塩と有機カルボン酸によって形成される有機金属カルボン酸塩の少なくとも１種である。さらに、シェル源陽イオン前駆体は、オレイン酸亜鉛、オレイン酸鉛、オレイン酸銀、オレイン酸水銀、オレイン酸インジウム、オレイン酸銅、オレイン酸鉄、オレイン酸マンガン、オレイン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアリン酸銀、ステアリン酸水銀、ステアリン酸インジウム、ハードステアリン酸銅、ステアリン酸鉄、ステアリン酸マンガン、ステアリン酸アルミニウム、ミリスチン酸亜鉛、ミリスチン酸鉛、ミリスチン酸銀、ミリスチン酸水銀、ミリスチン酸インジウム、ミリスチン酸銅、ミリスチン酸鉄、ミリスチン酸マンガン、ミリスチン酸アルミニウム、ヘキサデカン酸亜鉛、ヘキサデカン酸鉛、ヘキサデカン酸銀、ヘキサデカン酸水銀、ヘキサデカン酸インジウム、ヘキサデカン酸銅、ヘキサデカン酸鉄、ヘキサデカン酸マンガン、ヘキサデカン酸アルミニウム、ドデカン酸亜鉛、ドデカン酸鉛、ドデカン酸銀、ドデカン酸水銀、ドデカン酸インジウム、ドデカン酸銅、ドデカン酸鉄、ドデカン酸マンガン、ドデカン酸アルミニウム、オクタデカン酸亜鉛、オクタデカン酸鉛、オクタデカン酸銀、オクタデカン酸水銀、オクタデカン酸インジウム、オクタデカン酸銅、オクタデカン酸鉄、オクタデカン酸マンガン、およびオクタデカン酸アルミニウムのうちの少なくとも１種から選択されるが、これらに限定されない。本願の実施形態では、Ｔｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｐなどの非金属単体を有機分子に分散して陰イオン錯体を形成した後、前記シェル源陰イオン前駆体を製造できた。前記シェル源陰イオン前駆体がＴｅ、Ｓｅ、Ｓ、Ｐなどの非金属単体と有機分子によって形成された陰イオン錯体である場合、前記有機分子は、トリオクチルホスフィン、トリブチルホスフィン、オレイン酸、およびオクタデセンのうちの少なくとも１種から選択されるが、これらに限定されない。本願の実施形態では、前記シェル源陰イオン前駆体がメルカプタンである場合、前記非金属原子の有機分子は、単一の官能基であるメルカプト（−ＨＳ）官能基を含む有機分子である（例として、オクタデカンチオール、ヘプタデシルチオール、ヘキサデカンチオール、ペンタデシルチオール、テトラデカンチオール、トリデカンチオール、ドデカンチオール、オクタンチオールなどであるが、これに限定されない）。
【００５４】
本願の実施形態おいて、前記シェル源の選択は限定されず、いくつかの実施形態では、得られるシェル層のバンドギャップが初期量子ドットコアのバンドギャップよりも大きいことが満たされるべきである。
【００５５】
いくつかの実施形態において、本願の実施形態では、前記シェル源陽イオン前駆体は、Ｃｄ、Ｚｎ、およびＰｂの有機金属カルボン酸塩のうちの少なくとも１種から選択され、前記シェル源陰イオン前駆体は、Ｔｅ、Ｓｅ、およびＳの単体が有機分子に分散されて形成された陰イオン錯体またはチオールから選択される。
【００５６】
本願の実施形態において、シェル源を注入してシェル層成長を行うたびに、シェル層陽イオン前駆体およびシェル層陰イオン前駆体を添加する手順は厳密に限定されない。例えば、前記シェル源は、シェル層陽イオン前駆体とシェル層陰イオン前駆体が分散された混合前駆体溶液である。前記シェル源の添加方法は、陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を別々に溶媒に注入して陽イオン前駆体溶液と陰イオン前駆体溶液を製造し、まずはシェル層陽イオン前駆体溶液を注入して、後はシェル陰イオン前駆体溶液に注入することであってもよく、または、陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を別々に溶媒に注入して陽イオン前駆体溶液と陰イオン前駆体溶液を製造し、まずはシェル層陰イオン前駆体溶液を注入して、後はシェル陽イオン前駆体溶液に注入することであってもよく、または、陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を溶媒に注入して陽イオン前駆体と陰イオン前駆体を含む混合前駆体溶液を製造し、混合溶液を、初期量子ドットコアを含む溶液またはシェル層成長溶液系に注入する。
【００５７】
いくつかの実施形態において、前記シェル源陽イオン前駆体溶液の濃度範囲は（０．５〜１．５ｍｍｏｌ／ｍｌ）であり、前記シェル源陰イオン前駆体溶液の濃度範囲は（０．５〜１．５ｍｍｏｌ／ｍｌ）である。適切な濃度は、シェル源陽イオン前駆体とシェル源陰イオン前駆体の初期量子ドットコアの表面での均一な結合に有利であり、結晶化して均一で安定したシェル層を形成する。
【００５８】
いくつかの実施形態において、前記シェル源陽イオン前駆体と前記初期量子ドットコアの質量比は（１〜１．５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇ、および／または前記シェル源陰イオン前駆体と初期量子ドットコアの質量比は（１〜１．５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記シェル源前駆体を、初期量子ドットコアを含む溶液またはシェル層成長溶液系に注入する。この方法は、陰イオン前駆体および陽イオン前駆体が初期量子ドットコアの表面に均一で安定的に結合され、適切な厚さのシェル層が取得される。
【００５９】
いくつかの実施形態において、修飾処理後の前記初期量子ドットコアの表面にシェルを製造する温度は１５０〜３２０℃であり、この温度範囲内では、陰イオンと陽イオンの前駆体が結晶化してシェルに生成することに有利であり、且つ量子ドットの安定性に影響を与えない。
【００６０】
前記ステップＥ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機ホスフィンと混合し、前記有機ホスフィンを量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合して、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を減らし、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに向上させる。
【００６１】
前記ステップＥ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機ホスフィンと混合し、１００〜３２０℃の温度で１０〜６０分間加熱する。前記条件で、前記有機ホスフィンは、量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合して、コアシェルナノ結晶の表面の欠陥状態を減らし、コアシェル構造量子ドットの蛍光強度をさらに向上させる。有機ホスフィンとシェル層成長反応が完了した後の溶液系との混合処理温度が低すぎるか、および／または時間が短すぎる場合、前記有機ホスフィンが陰イオン空格子点を不動態化する効果は明らかではなく、不動態化の役割を果たすことすらできないため、コアシェル構造のナノ結晶の蛍光強度を改善できない。有機ホスフィンとシェル層成長反応が完了した後の溶液系との混合処理温度が高すぎる場合、有機ホスフィンが揮発しやすくなり、修飾処理の効果に影響を与えるだけでなく、高温条件はコアシェル構造ナノ結晶自体の構造安定性にも影響する。
【００６２】
前記ステップＥ０３において、シェル層成長反応が完了した後の体系を、有機ホスフィンと混合し加熱するステップにおいて、いくつかの実施形態において、前記有機ホスフィンと前記初期量子ドットコアとのモル質量比は（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記コアシェル構造量子ドットを、有機ホスフィンを含む溶液に分散する。前記有機ホスフィンの含有量が低すぎる場合、陰イオン空格子点の不動態化効果が明らかではなく、コアシェル構造のナノ結晶の蛍光強度を改善できない。有機ホスフィンの含有量が高すぎる場合、コアシェル構造ナノ結晶のフィルム層を作成するときのフィルム形成性能に影響を与える。
【００６３】
前記ステップＥ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の体系は、有機カルボン酸と混合し、有機カルボン酸は、シェル層成長反応が完了した後に溶液系に残されるシェル源陽イオン前駆体と錯化させ、コアシェル構造のナノ結晶シェル層表面に接続されているプロトン化の有機アミンを除去し、コアシェル構造のナノ結晶の過渡蛍光寿命を向上させる。
【００６４】
前記ステップＥ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機カルボン酸と混合し、２４０〜３２０℃の温度で３０〜９０分間加熱する。前記条件で、前記有機カルボン酸は、量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合して、コアシェル構造のナノ結晶の過渡蛍光寿命を向上させる。シェル層成長反応が完了した後の溶液系と有機カルボン酸との混合温度が低すぎるか、および／または時間が短すぎる場合、前記有機カルボン酸が残される陽イオン性前駆体を錯化する効果は明らかではなく、コアシェル構造のナノ結晶の過渡蛍光寿命を改善できない。温度が高すぎるか、および／または時間が長すぎる場合、高温条件は、配位子の脱落などのコアシェル構造量子ドット自体の構造安定性に影響を与える。
【００６５】
前記ステップＥ０３において、シェル層成長反応が完了した後の体系を有機カルボン酸と混合して、前記有機カルボン酸をシェルの表面に結合させるステップにおいて、いくつかの実施形態では、前記有機カルボン酸と前記初期量子ドットコアとのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記コアシェル構造量子ドットを、有機カルボン酸を含む溶液に分散する。前記有機カルボン酸の含有量が低すぎる場合、コアシェル構造のナノ結晶シェル層表面に接続されているプロトン化の有機アミンを除去する効果は明らかではなく、ナノ結晶の過渡蛍光寿命を大幅に向上することは困難である。前記有機ホスフィンの含有量が多すぎる場合、得られた量子ドットは量子ドット発光層などのデバイス機能層に応用される時、フィルム層の成膜性能が低下し、デバイスの発光性能に影響を与える。
【００６６】
具体的にいくつかの実施形態において、前記有機酸は、８〜１８個の炭素原子を有する有機酸から選択される。いくつかの実施形態では、前記有機酸試剤は、単一のアミノ基を含む直鎖有機酸から選択され、直鎖アミノは立体障害の低減に有利であり、錯化作用の発生を促進する。具体的には、前記有機酸試剤は、オレイン酸、ドデカン酸、ミリスチン酸、ヘキサデカン酸、およびオクタデカン酸のうちの少なくとも１種から選択できる。
【００６７】
前記ステップＥ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系は、有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合し、有機ホスフィンおよび有機カルボン酸は量子ドットシェル層の表面にある非金属原子と結合する。前記有機ホスフィンはナノ結晶シェル層の表面の非金属原子と結合して、陰イオン空格子点をさらに不動態化し、コアシェル構造ナノ結晶の表面の欠陥状態を低減し、コアシェル構造ナノ結晶の蛍光強度を改善する。前記有機酸は、コアシェル構造ナノ結晶に対して後処理を行うとき、コアシェル構造ナノ結晶シェル層の表面に接続されるプロトン化の有機アミンを効果的に除去し、ナノ結晶の過渡蛍光寿命を改善できる。同時に、前記有機酸と前記有機ホスフィンは、コアシェル構造のナノ結晶表面でインターレースされた配位子を形成してナノ結晶表面の金属原子および非金属原子と結合し、インターレースされた配位子は、ナノ結晶の溶解度および安定性をさらに高める。また、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機カルボン酸および有機ホスフィンの混合溶液と混合する時、前記有機カルボン酸がコアシェル量子ドット表面の結晶化が不安定である部分のシェルの分解を促進できる。分解後に得られた金属原子と有機カルボン酸は再び金属陽イオン前駆体を形成し、続いて分解後に得られた陰イオンと有機ホスフィンは再び陰イオン前駆体を形成する。さらに、後処理プロセスにおいて再び形成された陰イオンおよび陽イオンの前駆体はコアシェル量子ドット表面で再びシェル層を成長し、続いて再び形成されたシェルが成長する時に、粒子が小さいコアシェル量子ドットは相対的に大きな体表面と速い成長率により、優先的に再びシェルを成長し、したがって、最後の効果は、コアシェル量子ドットのサイズが比較的均一であることである。
【００６８】
前記ステップＥ０３において、一実施形態では、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合し、１００〜３２０℃の温度で１０〜６０分間加熱する。前記条件下で、前記有機ホスフィンおよび有機アミンは量子ドットシェル層表面の非金属原子と結合して、コアシェル構造量子ドットの過渡蛍光寿命と蛍光強度を向上させる。シェル層成長反応が完了した後の溶液系と、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液との混合温度が低すぎるか、および／または時間が短すぎる場合、前記有機アミンおよび有機ホスフィンが残される陽イオン性前駆体を錯化する効果が明らかではないため、コアシェル構造量子ドットの蛍光寿命と蛍光強度を改善できない。温度が高すぎるか、および／または時間が長すぎる場合、高温条件は、配位子の離脱などのコアシェル構造量子ドット自体の構造安定性に影響を与える。
【００６９】
前記ステップＥ０３において、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合して加熱するステップにおいて、前記有機アミンと初期量子ドットコアとのモル質量比は（５〜１０ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、前記有機ホスフィンと初期量子ドットコアとのモル質量比は（２〜５ｍｍｏｌ）：１０ｍｇとして、シェル層成長反応が完了した後の溶液系を、有機アミンおよび有機ホスフィンの混合溶液と混合する。前記有機ホスフィンおよび有機アミンの含有量の影響は、上記の通りである。
【００７０】
本願の実施形態は上記の方法によって製造されるコアシェル構造量子ドットをさらに提供する。
【００７１】
本願の実施形態では、本願の実施形態は、光学デバイス、光学フィルム、コアシェル構造量子ドットインク、接着剤、生物学的プローブなどの分野におけるコアシェル構造量子ドットの応用を提供する。
【００７２】
いくつかの実施形態では、前記光学デバイスは、量子ドット発光ダイオード、量子ドット増感電池を含むが、これらに限定されない。
【００７３】
いくつかの実施形態では、前記光学フィルムは、量子ドット発光バリアフィルム、量子ドット発光管などを含むが、これらに限定されない。
【００７４】
いくつかの実施形態では、前記コアシェル構造量子ドットインクは、量子ドットが他の異なる化学溶媒と、異なる割合で組み合わせて構成されるインクを含むが、これに限定されない。
【００７５】
いくつかの実施形態では、接着剤は、コアシェル構造量子ドットが、他の異なる化学試剤と、異なる粘度比で組み合わせて構成される接着剤を含むが、これらに限定されない。
【００７６】
いくつかの実施形態では、前記生物学的プローブは、量子ドット表面が特定の物質で修飾されることで製造される物である。
【００７７】
以下は、具体的な実施例で説明する。
実施例１
量子ドットの製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、透明な溶液になるまで３８０℃に加熱して溶解し、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：Ｓｅ前駆体を注入する前に、１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液を１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ると、Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離されたＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイン酸および１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、１５０℃まで加熱して２０分間排気してからＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＺｎＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸亜鉛前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＺｎＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＺｎＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクル反応が完了した後、いかなる後処理を行わず、製造されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）で製造された量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットの溶解度が改善され、対応する効果として、ＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェル量子ドットの単分散性が改善され、紫外可視蛍光分光スペクトルによってＣｄＳｅ／ＺｎＳ溶液（濃度０．０５ｍｇ／ｍｌ）の吸光度を測定すると、その吸光度値の範囲は０．８６〜１．５３である。
【００７８】
実施例２
コアシェル構造量子ドットの製造方法であって、次のステップを含む。
１．ＣｄＳ初期量子ドットコアの製造は次のとおりである。
１１）オレイン酸カドミウム｛Ｃｄ（ＯＡ）２｝前駆体の製造
３つ口フラスコに、１ｍｍｏｌの酸化カドミウム（ＣｄＯ）、４ｍｌのオレイン酸（ＯＡ）、１０ｍｌのオクタデセン（ＯＤＥ）を加え、まずは室温で３０分間真空排気を行い、次に１８０℃まで加熱してアルゴンを６０分間排気し、その後１８０℃に維持して３０分間真空排気を行い、室温まで冷却して使用に備える。
１２）セレン（Ｓｅ）前駆体の製造：１０ｍｍｏｌのＳｅを量って１０ｍｌのトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰ）に加え、１７０℃まで加熱して３０分間維持し、続いて１４０℃まで冷却する。
１３）硫黄（Ｓ−ＴＯＰ）前駆体の製造：２０ｍｍｏｌのＳを量って１０ｍｌのトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰ）に加え、１７０℃まで加熱して３０分間維持し、続いて１４０℃まで冷却する。
１４）硫黄（Ｓ−ＯＤＥ）前駆体の製造：５ｍｍｏｌのＳを量って１０ｍｌのオクタデセン（ＯＤＥ）に加え、１１０℃まで加熱して６０分間維持し、続いて１１０℃で保つ。
１５）ステップ１１）のオレイン酸カドミウム｛Ｃｄ（ＯＡ）２｝前駆体を２５０℃まで加熱し、ステップ１４）のＳ−ＯＤＥ前駆体を２ｍｌ取って３つ口フラスコに注入して１０分間反応させて、ＣｄＳ初期量子ドットコアを製造し、製造されたＣｄＳ初期量子ドットコアを遠心分離および乾燥によりｎ−ヘキサンに分散させる。
２．ＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドットの製造は次のとおりである。
２１）ＣｄＳｅシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌのＳｅ−ＴＯＰを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散させ、撹拌して使用に備える。
２２）１０ｍｇのＣｄＳ初期量子ドットコアを取って１ｍｌのＯＡおよび１０ｍｌのＯＤＥに分散し、まずは室温で２０分間排気し、次に３００℃まで加熱する。
２３）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ２１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ１）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
２４）ステップ２３）で製造されたＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドット混合液に沈殿剤を加え、遠心分離および乾燥により、製造されたＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドットをｎ−ヘキサンに分散させる。
３．油溶性の赤ＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳの製造は以下のとおりである。
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）１０ｍｇのＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドットを１ｍｌのＯＡと１０ｍｌのＯＤＥに分散させ、室温で２０分間排気した後、３００℃まで加熱する。
３３）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．油溶性の赤いＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳの精製
４１）ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットの溶解度が改善され、対応する効果は、ＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの単分散性が改善されることである。紫外可視蛍光分光スペクトルによってＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ溶液の吸光度（濃度０．０５ｍｇ／ｍｌ）を測定すると、その吸光度値の範囲は０．８５〜１．６２である。
【００７９】
実施例３
コアシェル構造量子ドットの製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：ステップ１２）のＳｅ前駆体を注入する前に、１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液をステップ１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイン酸および１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、ＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、続いてＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクルシェル成長が完了した後、混合液に５ｍｍｏｌのオレイルアミンの混合液を加え、３００℃で６０分間熟化する。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットの蛍光強度は若干弱くなったが、デバイスとして製造した後の安定性が改善される。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温でのＣｄＳｅ／ＣｄＳ溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は７０〜７９％であり、３０日間テストした後のＱＬＥＤデバイスの外部量子効率（ＥＱＥ）は、１％〜５％減少した。
【００８０】
実施例４
コアシェル構造量子ドットの製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：ステップ１２）のＳｅ前駆体を注入する前に、１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液を１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイン酸および１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、ＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、続いてＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクルシェル成長が完了した後、混合液に５ｍｍｏｌのトリオクチルホスフィンを加え、３００℃で６０分間熟化する。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットの蛍光強度がさらに改善される。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温で溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は７８〜８９％である。
【００８１】
実施例５
コアシェル構造量子ドットの製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：１２）のＳｅ前駆体を注入する前に、１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液をステップ１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイン酸および１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、ＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、続いてＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクルシェル成長が完了した後、混合液に１ｍｌのオレイルアミンと２ｍｍｏｌのトリブチルホスフィンとの混合液を加え、３００℃で６０分間熟化する。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットの安定性が改善される。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温で３０日間放置した後の溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は８３〜９１％である。
【００８２】
実施例６
コアシェル構造ナノ結晶の製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液をステップ１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、ステップ１２）Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイルアミンおよび１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、まずはＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、ＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＺｎＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸亜鉛前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＺｎＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＺｎＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＺｎＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）で製造された量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドットは、シェル層成長におけるシェル層欠陥の生成を低減し、対応する効果は、ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの蛍光強度を改善できる。蛍光分光計の積分球（  Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温での溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は７８〜８３％である。
【００８３】
実施例７
コアシェル構造ナノ結晶の製造方法であって、次のステップを含む。
１．ＣｄＳ初期量子ドットコアの製造は次のとおりである。
１１）オレイン酸カドミウム｛Ｃｄ（ＯＡ）２｝前駆体の製造
３つ口フラスコに、１ｍｍｏｌの酸化カドミウム（ＣｄＯ）、４ｍｌのオレイン酸（ＯＡ）、１０ｍｌのオクタデセン（ＯＤＥ）を加え、まずは室温で３０分間真空排気を行い、次に１８０℃まで加熱してアルゴンを６０分間排気し、その後１８０℃に維持して３０分間真空排気を行い、室温まで冷却して使用に備える。
１２）セレン（Ｓｅ）前駆体の製造
１０ｍｍｏｌのＳｅを量って１０ｍｌのトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰ）に加え、１７０℃まで加熱して３０分間維持し、続いて１４０℃まで冷却する。
１３）硫黄（Ｓ−ＴＯＰ）前駆体の製造
２０ｍｍｏｌのＳを量って１０ｍｌのトリオクチルホスフィンオキシド（ＴＯＰ）に加え、１７０℃まで加熱して３０分間維持し、続いて１４０℃まで冷却する。
１４）硫黄（Ｓ−ＯＤＥ）前駆体の製造
５ｍｍｏｌのＳを量って１０ｍｌのオクタデセン（ＯＤＥ）に加え、１１０℃まで加熱して６０分間維持し、続いて１１０℃で保つ。
１５）ステップ１１）のオレイン酸カドミウム｛Ｃｄ（ＯＡ）２｝前駆体を２５０℃まで加熱し、ステップ１４）のＳ−ＯＤＥ前駆体を２ｍｌ取って３つ口フラスコに注入して１０分間反応させて、ＣｄＳ初期量子ドットコアを製造し、製造されたＣｄＳ初期量子ドットコアを遠心分離および乾燥によりｎ−ヘキサンに分散させる。
２．ＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドットの製造は次のとおりである。
２１）ＣｄＳｅシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌのＳｅ−ＴＯＰを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散させ、撹拌して使用に備える。
２２）１０ｍｇのＣｄＳ初期量子ドットコアを取って１ｍｌのＯＡおよび１０ｍｌのＯＤＥに分散し、まずは室温で２０分間排気し、次に３００℃まで加熱する。
２３）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ２１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ１）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
２４）ＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドット混合液に沈殿剤を加え、遠心分離および乾燥により、製造されたＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドットをｎ−ヘキサンに分散させる。
３．ＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造は以下のとおりである。
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）１０ｍｇのＣｄＳ／ＣｄＳｅコアシェル量子ドットを１ｍｌのＯＡと１０ｍｌのＯＤＥに分散させ、室温で２０分間排気した後、３００℃まで加熱する。
３３）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、１で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＺｎＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドットの精製
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子井戸量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットは、シェル層成長におけるシェル層欠陥の生成を低減し、対応する効果は、ＣｄＳ／ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの蛍光強度を改善できる。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温での溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は７５〜８５％である。
【００８４】
実施例８
コアシェル構造ナノ結晶の製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液をステップ１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、ステップ１２）Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイルアミンおよび１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、まずはＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、ＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクルシェル成長が完了した後、混合液に５ｍｍｏｌのオレイン酸の混合液を加え、３００℃で６０分間熟化する。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットは、シェル層成長におけるシェル層欠陥の生成を低減すると同時に、ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドット表面の欠陥状態も低減され、したがって、対応する効果は、ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの蛍光強度を改善すると同時に、ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの過渡蛍光寿命も延長される。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温での溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、過渡蛍光分光スペクトルによってＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの過渡状態寿命を測定し、そのＱＹ値の範囲は８０〜８９％で、寿命値は２５〜３０ｎｓである。
【００８５】
実施例９
コアシェル構造ナノ結晶の製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：１ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液をステップ１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、ステップ１２）Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイルアミンおよび１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、まずはＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、ＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクルシェル成長が完了した後、混合液に５ｍｍｏｌのトリオクチルホスフィンを加え、３００℃で６０分間熟化する。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットの蛍光強度が改善される。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温での溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は７８〜８８％である。
【００８６】
実施例１０
コアシェル構造ナノ結晶の製造方法であって、次のステップを含む。
１．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの製造
１１）カドミウム前駆体の製造：０．２５ｍｍｏｌのＣｄＯ、０．５ｍｍｏｌのオクタデシルホスホン酸、および３ｇのトリオクチルホスフィンオキサイドを取って一緒に５０ｍｌの３つ口フラスコに入れ、３８０℃まで加熱して溶解し、透明な溶液になりさせ、この温度を保持する。
１２）Ｓｅ前駆体の製造：０．５ｍｍｏｌのＳｅ源溶液を取り、続いて１ｍｌのトリオクチルホスフィンを入れて室温で透明まで撹拌して使用に備える。
１３）ＣｄＳｅ初期量子ドットの製造：  １ｍｌのトリオクチルホスフィン溶液をステップ１１）に注入し、溶液の温度が３８０℃に戻ったら、ステップ１２）Ｓｅ前駆体を注入してから３０秒間反応し、続いて１０ｍｌのオクタデセンを注入して反応をクエンチし、室温まで冷却した後、洗浄する。
１４）ＣｄＳｅ初期量子ドットの洗浄と精製：量子ドット混合液に３０ｍｌのアセトンを加えて量子ドットを遠心分離し、遠心分離した後のＣｄＳｅ初期量子ドットを１０ｍｌのｎ−ヘキサンに分散して使用に備える。
２．セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）初期量子ドットコアの処理
ＣｄＳｅ初期量子ドットコアの分散処理：ステップ１）で製造されたｎ−ヘキサンに分散したＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を２ｍｌ取って、１ｍｌのオレイルアミンおよび１０ｍｌのオクタデセンを含む溶液に加え、ＣｄＳｅ初期量子ドット溶液を１５０℃まで加熱して２０分間排気して溶液中の過剰なｎ−ヘキサン溶液を除去し、続いてＣｄＳｅ溶液の温度を３００℃まで上昇させる。
３．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの製造
３１）ＣｄＳシェル源の製造：１ｍｍｏｌのオレイン酸カドミウム前駆体と１．５ｍｍｏｌの１−オクタデカンチオールを取って一緒に１０ｍｌのオクタデセン溶液に分散し、続いて８０℃で撹拌して加熱し、濁った液体が透明になった後、室温に冷却して使用に備える。
３２）ＣｄＳシェル層の成長：ステップ３１）で製造されたＣｄＳシェル源を取って、ステップ２）で製造されたＣｄＳｅ初期量子ドットコア溶液に６ｍｌ／ｈの滴下速度で注入してシェル成長を行い、注入時間は８０分間である。
３３）サイクルシェル成長が完了した後、混合液に１ｍｌのオレイン酸と２ｍｍｏｌのトリブチルホスフィンとの混合液を加え、３００℃で６０分間熟化する。
３４）サイクル反応が完了した後、後処理を行わずに、製造されたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を室温まで冷却する。
４．ＣｄＳｅ／ＣｄＳコアシェル量子ドットの精製。
ステップ３）の量子ドット混合液に適量の酢酸エチルとエタノールを加えてＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を遠心分離し、遠心分離で得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドット溶液を再び適量のクロロホルム溶液に分散させ、続いて溶液にアセトンとメタノールを加えて沈殿と遠心分離を行い、このステップを１回繰り返し、最後に得られたＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットを真空乾燥する。
本実施例の方法に従って製造されるＣｄＳｅ／ＣｄＳ量子ドットの安定性が改善される。蛍光分光計の積分球（Ｅｄｉｎｂｕｒｇｈ−ＦＳ５）によって室温で３０日間放置した後の溶液の量子収率（ＱＹ）を測定し、そのＱＹ値の範囲は８３〜９１％であり、紫外可視蛍光分光計でＣｄＳｅ／ＣｄＳ溶液（濃度０．０５ｍｇ／ｍｌ）の吸光度を測定し、その吸光度値の範囲は０．９〜１．５である。
【００８７】
上記は、本願の好ましい実施形態にすぎず、本願を限定することを意図するものではない。本願の精神および原理の範囲内で行われるあらゆる修正、同等の置換および改善は、本願の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
2021517548.tif 000003
【図２】
2021517548.tif 000004
【国際調査報告】
2021517548.tif 000005
2021517548.tif 000006
2021517548.tif 000007
2021517548.tif 000008