【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于鈣鈦礦量子點材料，具體涉及一種增強核殼錨定的鈣鈦礦量子點及其制備方法和量子光電器件。
技術介紹
1、隨著科技快速發展，量子點顯示技術已成為現代光電產品最重要的組成部分之一。光電產品的普及和發展對材料的顯示性能、穩定性和環保性等諸多因素的要求日益提高。近年來，與傳統半導體量子點相比，鉛鹵鈣鈦礦量子點由于其具有卓越的光學性質、較低的合成成本和環境友好性等特性，逐步成為顯示領域的有力競爭者。
2、然而，鉛鹵鈣鈦礦量子點材料在濕度、氧環境、紫外光或熱氛圍等嚴苛條件下難以保持良好的穩定性，極大影響了其在顯示領域的實際應用。對此，研究者們在提高量子點穩定性方面進行了大量探索。其中，核殼結構通過設置包覆層將量子點與外界環境隔絕，能夠極大提高量子點的耐候性和使用壽命，被認為是提高鉛鹵鈣鈦礦量子點穩定性的有效手段之一。
3、現有技術公開了一種技術方案，其將量子點材料被介孔二氧化硅包覆，可隔絕量子點與外界環境直接接觸，大幅提高其環境耐受性，但核殼結構之間存在較大空隙，外殼材料只能起到屏蔽作用，無法起到穩固晶格作用；現有技術還公開了另一種技術方案，其將量子點表面通過配體工程進行鈍化，可提高量子點的晶格穩定性，但在光、熱、水以及氧等嚴苛環境下配體易于脫落，穩定性較差，并且在后續水解包覆過程中，由于外殼前驅體材料受到配體空間位阻的影響，存在大量獨立成核的現象，這樣不僅降低了包覆層的致密性，還影響了量子點本身發光性質。
4、因此，亟待提出一種效果穩定、方法簡易的增強核殼結構之間作用力的鈣鈦礦量子點材料的制備
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種增強核殼錨定的鈣鈦礦量子點及其制備方法和量子光電器件。本專利技術提供的制備方法摒棄了傳統后處理siox包覆工藝，不僅可大幅增強鈣鈦礦量子點核殼之間相互錨定的作用，從而提升量子點的穩定性，還使得量子點的粒徑尺寸更加均一。
2、為達到此專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種制備增強核殼錨定的鈣鈦礦量子點的方法，所述鈣鈦礦量子點具有核殼結構，且所述鈣鈦礦量子點為abx3型結構的鹵化物晶體，其中，a為甲胺基、甲脒基或銫中的任意一種一價陽離子，b為二價的鉛離子或亞錫離子，x為鹵素陰離子，所述方法包括以下步驟：
4、將鈣鈦礦原料中a、b、x位的陰陽離子分別與具有活性基團的硅氧烷化合物預配位形成前驅體材料，利用所述前驅體材料合成鈣鈦礦量子點，將所述鈣鈦礦量子點進行包覆處理，得到所述增強核殼錨定的鈣鈦礦量子點。
5、首先，本專利技術通過將組成鈣鈦礦原料的陰陽離子分別與具有活性基團的硅氧烷進行預配位制成前驅體，使活性基團與離子之間充分作用，避免任何空間位阻影響，而后進行鈣鈦礦量子點的合成，使得表面陰陽離子與具有活性基團的硅氧烷能夠牢固結合，增強水解包覆后的核殼之間的作用力，可避免配體脫落引起的晶格粗化問題，進而有利于提升結構的穩定性以及耐候性。相比于現有技術中公開的僅進行陰離子配位的技術方案，僅進行陰離子配位具有以下問題：一方面是表面硅氧烷的活性位點不足；另一方面是只進行陰離子預配位會使陰陽離子反應活性差異較大，不利于量子點合成，同時打破表面配體平衡，影響量子點光學特性和穩定性。而本專利技術采用陰陽離子同時與具有活性基團的硅氧烷進行預配位能夠避免上述問題；
6、其次，由于硅氧烷化合物以預配位的形式加入，在后續的水解包覆過程中幾乎沒有siox獨立成核，對量子點發光特性無任何影響。此外，理論上每個量子點表面的離子均可作為siox成核生長的活性位點，從而使得到的量子點核殼結構粒徑尺寸更加均一，同時具有活性基團的硅氧烷與陰陽離子預配位，本身可起到配體作用，無需額外添加配體，一方面可節約成本，另一方面也簡化了后處理操作流程；
7、最后，上述制備方法中將前驅體材料合成鈣鈦礦量子點后，其表面帶有牢固鍵合的硅氧烷基團，在后續包覆過程中表面的硅氧烷水解形成外殼，同時額外加入包覆材料，以此增加外殼的致密性。同時，上述制備方法適用于熱注法、常溫法等各種鈣鈦礦量子點制備過程，表明其具有良好的普適性；并且本專利技術可利用不同基團以及不同鏈長的硅氧烷化合物定制化調控配位強度，具有良好的可調節性；且制備方法簡單易于放大，有利于產業化落地。
8、優選地，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述a、b位的陽離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物結構中的活性基團包括羧基、磺酸根基團或磷酸根中的任意一種或至少兩種的組合，優選為磺酸根基團。
9、在本專利技術中，通過優選具有上述活性基團的硅氧烷化合物，在其與陽離子進行配位的過程中，一方面具有合適的配位強度，另一方面使陽離子在合成階段具有較高的反應活性。
10、優選地，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述a、b位的陽離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物包括3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基(二甲氧基)甲硅烷或硅烷peg酸中的任意一種或至少兩種的組合，優選為3-巰丙基三乙氧基硅烷。
11、優選地，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述x位的陰離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物結構中的活性基團包括氨基。
12、在本專利技術中，通過優選具有上述活性基團的硅氧烷化合物，在其與陰離子進行配位的過程中，一方面具有合適的配位強度，另一方面使陰離子在合成階段具有較高的反應活性。
13、優選地，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述x位的陰離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物包括3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基甲基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基三(甲氧基乙氧基乙氧基)硅烷、[3-(1,3-二甲基丁烯基)氨丙基]三乙氧基硅烷或n-[2-(n-乙烯基芐氨基)乙基]-3-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一種或至少兩種的組合，優選為3-氨丙基三乙氧基硅烷。
14、優選地，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述a位的陽離子的摩爾比為(0.05～10):1，優選為(1～7):1，例如可以為0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.2:1、0.5:1、0.8:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等。
15、在本專利技術中，通過調整具有活性基團的硅氧烷化合物與a位的陽離子的摩爾比，使得形成牢固預配位強度和較好的反應活性，摩爾比過低則會配位程度較差，反之則會影響反應活性，同時提高成本。
16、優選地，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述b位的陽離子的摩爾比為(0.05～10):1，優選為(1～7):1，例如可以為0.05:1、0.08:1、0.1:1、0.2:1、0.5:1、0.8:1、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種制備增強核殼錨定的鈣鈦礦量子點的方法，其特征在于，所述鈣鈦礦量子點具有核殼結構，且所述鈣鈦礦量子點為ABX3型結構的鹵化物晶體，其中，A為甲胺基、甲脒基或銫中的任意一種一價陽離子，B為二價的鉛離子或亞錫離子，X為鹵素陰離子，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述A、B位的陽離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物結構中的活性基團包括羧基、磺酸根基團或磷酸根基團中的任意一種或至少兩種的組合，優選為磺酸根基團。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述A、B位的陽離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物包括3-巰丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三乙氧基硅烷、3-巰丙基(二甲氧基)甲硅烷或硅烷PEG酸中的任意一種或至少兩種的組合，優選為3-巰丙基三乙氧基硅烷。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有活性基團的硅氧烷化合物與所述X位的陰離子進行預配位時，所述具有活性基團的硅氧烷化合物結構中的活性基團包括氨基。
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