油溶性 ZnSe/ZnS 核壳量子点(Oil-soluble ZnSe/ZnS Core/Shell QDs)
核层 ZnSe(硒化锌),宽带隙 Ⅱ-Ⅵ 半导体,本体带隙≈2.70 eV;壳层 ZnS(硫化锌),更宽带隙 ≈3.6~3.8 eV;属于Ⅰ 型核壳结构,激子限域在 ZnSe 核内。油溶性来源:表面配位长链疏水有机配体
二、核心光学性质(最关键参数)
裸 ZnSe 核:通常<20%,大量表面缺陷造成非辐射复合
ZnS 壳包覆(1~3 个单分子层 ML ):PLQY 60%~85%;壳太厚会增大界面应力、引发合金化,性能回落
峰宽 FWHM
高质量热注入样品:16–25 nm,色纯度优良
斯托克斯位移 & 荧光寿命
斯托克斯位移较小;荧光寿命一般10–30 ns,双指数衰减(激子发光 + 少量表面缺陷态)
壳生长光谱变化
沉积 ZnS 壳时:第一激子吸收峰、PL 峰轻微红移(激子波函数向壳层渗透);同时荧光显著增强。
界面问题:长时间高温壳生长容易出现ZnSeₓS₁₋ₓ合金过渡层,可调控但过度合金化会展宽发光峰。
制备 ZnSe 核:Zn 前驱体(油酸锌)、Se 前驱体(TOP-Se)高温成核生长;提纯
SILAR 逐层离子吸附法生长 ZnS 壳
低温缓慢交替注入 Zn 源(油酸锌)、S 源(正辛硫醇 / TOP-S),避免新晶核生成;
乙醇 / 丙酮沉降提纯,重溶于氯仿 / 甲苯得到油溶性 ZnSe/ZnS。
无镉 Cd-free,符合 RoHS、REACH 环保规范;生物毒性远低于镉系量子点
天然适合蓝光 / 紫光:弥补 InP 量子点蓝光效率偏低的短板,是 QLED 无镉蓝光热门材料
相比裸 ZnSe:ZnS 壳隔绝氧气、水,抗光漂白、光稳定性大幅提升
吸收延伸至紫外区,适合紫外光敏、三重态敏化应用
发光仅限蓝紫光,无法覆盖绿、红波段;应用光谱受限
相比 CdSe 蓝光量子点:最高 PLQY 仍存在差距,器件稳定性有待进一步优化
合成窗口窄,高质量窄分布样品合成难度高于 Cd 系
空穴注入势垒较高,蓝光 QLED 器件电荷平衡较难调控
蓝光无镉 QLED 发光二极管(目前最核心方向)
光增益、激光、微腔发光材料(有机溶剂旋涂制备发光膜)
有机相三重态 - 三重态湮灭上转换(TTA-UC)光敏剂
紫外 - 蓝区荧光标记(非水相体系;如需细胞成像必须配体交换转为水溶性)
光电探测、量子点光敏体系、非线性光学研究