방출 파장 조절가능한 코어/도핑 쉘/쉘 구조의 양자점 및 이의 제조방법.
Tunable emission wavelength of core/doped shell/shell quantum dots and method for preparing thereof
특허 요약
본 발명은 코어/도핑 쉘/쉘 구조를 갖는 양자점 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 친환경적이고 효율적인 제조방법으로 제조된 코어/도핑 쉘/쉘 구조를 갖는 양자점은 제1쉘에 포함되는 Zn을 기준으로 도핑되는 Mn의 함량에 따라 방출 파장을 선택적으로 조절이 가능하여 다양한 발광체가 사용되는 분야에 응용이 가능하다. 또한, 양자수율이 우수하고, 생성되는 양자점의 입자크기가 5 nm 이하로 미세하며, 결정화가 우수하고, 용해도가 우수하여 광학 반도체, 발광다이오드 및 태양전지 등에 응용될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

ⅰ) 물 중에서 원소 Zn 또는 Zn 전구체와 Se 전구체 및 MPA(mercaptopionic acid)를 반응시켜 ZnSe 코어를 형성하는 단계;ⅱ) 상기 코어에 원소 Zn 또는 Zn 전구체, S 전구체 및 Mn 전구체를 첨가하여 Mn이 도핑된 제1쉘을 형성하는 단계; 및ⅲ) 상기 제1쉘이 성장된 양자점에 Zn 전구체와 S 전구체를 첨가하여 제2쉘을 형성하는 단계;를 포함하고,상기 ⅰ) 단계는 80-100 ℃에서 3-6 시간 동안 이루어지며,상기 ⅱ) 단계에서 혼합되는 원소 Mn 또는 Mn 전구체의 함량에 따라 제1쉘을 형성하는 Zn 이온을 기준으로 도핑되는 Mn의 함량을 1-60 atomic% 에서 선택적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하고,상기 제1쉘을 형성하는 Zn 이온을 기준으로 도핑되는 Mn의 함량이 3.0-10.0 atomic%에서는 푸른색, 11.0-18.0 atomic%에서는 노란색, 20-30 atomic%에서는 짙은 노란색 및 30-50 atomic%에서는 주황색 및 50-60 atomic%에서는 짙은 주황색을 띄는 ZnSe/ZnS:Mn/ZnS 양자점이 제조되는 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 Zn 전구체는 징크 아세테이트(zinc acetate), 징크 미리스테이트(zinc miristate) 및 징크 스테아레이트(zinc stearate) 와 같은 유기산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

5

제1항에 있어서,상기 Se 전구체는 NaHSe인 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

6

제1항에 있어서,상기 Mn 전구체는 망간 아세테이트(manganese acetate), MnCl2·H2O 및 Mn2(CO)10로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 S 전구체는 유황분말(sulfur powder), 소듐 설파이드(sodium sulfide) 및 ((CH3)3Si)2S로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 ⅱ) 단계에서 형성되는 제1쉘에 포함되는 Zn을 기준으로 혼합되는 원소 Mn 또는 Mn 전구체의 함량에 따라 양자점의 방출파장을 선택적으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

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제1항에 있어서,상기 ⅱ) 단계에서 상기 Mn 이온과 Zn 이온의 몰비([Mn]/[Zn])는 0.01 내지 0.9 인 것을 특징으로 하는 코어/도핑 쉘/쉘 구조로 이루어진 양자점의 제조방법.

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