半导体纳米粒子的制造方法和半导体纳米粒子与流程

本发明涉及半导体纳米粒子的制造方法和半导体纳米粒子。

背景技术：

1、半导体纳米粒子是通过化学合成而制造的纳米尺寸的微晶，与大块材料(日语原文：バルク材料)不同，具有带隙能量等物理量可根据粒径来进行调节的特征。对于也被称为量子点的半导体纳米粒子而言，由于其量子尺寸效应，不仅可以根据材料组成，还可以根据粒径来调节带隙能量、即可以调节发光波长，作为下一代的发光材料而受到关注。

2、另外，作为半导体纳米粒子的作为上述发光材料的特征，可举出下述特征：与荧光体、荧光色素不同，发光半峰宽狭窄。作为影响发光半峰宽的物性，主要可举出两种。第一种是：如上所述，可以根据粒径来调节发光波长，因此，其粒径分布对发光半峰宽有贡献。第二种是：晶体缺陷少。有晶体缺陷的情况下，产生缺陷能级，以低于原本的带隙能量的能量释放能量。若该缺陷能级存在许多，则以各种能级释放能量，因此，发光半峰宽变宽。

3、以往，关于半导体纳米粒子，可举出使用了镉(cd)的硒化镉(cdse)、碲化镉(cdte)或其混晶类的材料作为代表例。这些半导体纳米粒子具有发光半峰宽狭窄的特征，主要在显示器领域中已进行了部分实用化，但cd具有非常大的毒性，因此使用受到限制，被认为是应该减少使用的材料。在生物科学领域中，毒性也是非常重要的项目，人们期望无cd的半导体纳米粒子。

4、针对于此，人们也在广泛探讨无cd的半导体纳米粒子的开发。其中许多是在有机溶剂中的合成探讨，已知使构成纳米粒子的元素的离子源在有机溶剂中进行反应的所谓的热皂法(例如，参见非专利文献1。)。

5、然而，例如作为生物成像(bioimaging)、生物检测(bioassay)等生物科学领域中的荧光标记物使用时，必须为水溶性。在有机溶剂中制造的半导体纳米粒子通常使用了作为疏水性的配体的长链的脂肪族胺系化合物、脂肪族的膦系化合物、或脂肪族羧酸系化合物等。因此，在生物科学领域中使用的情况下，需要将配体替换为水溶性的短链的巯基系化合物等的工序、用两亲性聚合物进行涂覆的工序，工序变得复杂。

6、为了应对上述课题，已使利用非镉材料构成纳米粒子的离子源在水溶液中进行反应来合成纳米粒子(例如，参见专利文献1。)。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2019-34873号公报

10、非专利文献

11、非专利文献1：jun zhang，shengye jin，h.christopher fry，sheng peng，elenashevchenko，gary p.wiederrecht，and tijana rajh，j.am.chem.soc，vol.133，no.31，2011，15324-15327

技术实现思路

1、然而，对于利用上述方法(专利文献1)合成的半导体纳米粒子而言，进行生物科学领域中要求的多色染色存在发光半峰宽较宽、s/n低这样的课题。

2、本发明解决上述以往的课题，目的在于提供一种无镉且发光光谱的发光半峰宽狭窄的半导体纳米粒子的制造方法。

3、为了实现上述目的，本发明涉及的半导体纳米粒子的制造方法包括：将zn离子源溶液和te离子源溶液混合，制备前体溶液的工序；以及，将前体溶液放入到密闭容器中，进行加热的工序。在制备前体溶液的工序中，将前体溶液的ph调节至5以上且9以下，在制备前体溶液的工序和将前体溶液进行加热的工序中，除去前体溶液中的氧，使得上述前体溶液中的氧浓度成为2mg/l以下。

4、如上所述，通过本公开涉及的半导体纳米粒子的制造方法，可以提供发光光谱的发光半峰宽狭窄的半导体纳米粒子。

技术特征：

1.一种半导体纳米粒子的制造方法，其包括：

2.根据权利要求1所述的半导体纳米粒子的制造方法，其中，在制备所述前体溶液的工序中，使所述前体溶液包含配体。

3.根据权利要求2所述的半导体纳米粒子的制造方法，其中，所述配体为水溶性且包含巯基或二硫醚基。

4.根据权利要求2或3所述的半导体纳米粒子的制造方法，其中，在制备所述前体溶液的工序中，所述zn离子源溶液中的zn离子、所述te离子源溶液中的te离子和所述配体的摩尔比如下：

5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体纳米粒子的制造方法，其还包括：将放入到所述密闭容器中的所述前体溶液冷却的工序。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体纳米粒子的制造方法，其中，在将所述前体溶液进行加热的工序中，在60℃以上且300℃以下的温度下对所述前体容器进行加热。

7.一种半导体纳米粒子，其包含：

8.根据权利要求7所述的半导体纳米粒子，其中，所述配体为水溶性且包含巯基或二硫醚基。

9.根据权利要求7或8所述的半导体纳米粒子，其中，所述配体包含硫s，

10.根据权利要求7～9中任一项所述的半导体纳米粒子，其中，所述半导体纳米粒子的粒径为10nm以下。

11.根据权利要求7～10中任一项所述的半导体纳米粒子，其中，所述半导体纳米粒子的发光半峰宽为50nm以下。

12.根据权利要求7～11中任一项所述的半导体纳米粒子，其中，所述半导体纳米粒子的吸收光谱中的峰位、与所述半导体纳米粒子的发光光谱中的峰位之差为60nm以下。

技术总结
半导体纳米粒子的制造方法包括：将Zn离子源溶液和Te离子源溶液混合，制备前体溶液的工序；以及，将前体溶液放入密闭容器中进行加热的工序。在制备前体溶液的工序中，将前体溶液的pH调节至5以上且9以下，在制备前体溶液的工序和对前体溶液进行加热的工序中，除去前体溶液中的氧，使得前体溶液中的氧浓度成为2mg/L以下。

技术研发人员：高桥美枝,福田一人
受保护的技术使用者：松下知识产权经营株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/7/25