磷化銦量子點材料的制備及應(yīng)用前景*

袁斌霞，方欣怡，蔡曉東，王道累，朱 瑞，曹 盛,劉建峰

(1. 上海電力大學(xué) 能源與機械工程學(xué)院，上海 200090；2. 廣西大學(xué) 廣西有色金屬及特色材料加工重點實驗室，南寧 530004)

0 引 言

半導(dǎo)體納米晶體(NCs)，也稱為膠體量子點(QDs)，具有獨特的尺寸依賴性，由于其在發(fā)光二極管(LEDs)、激光器、生物醫(yī)學(xué)成像和傳感器等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而引起了人們的極大興趣。目前，CdSe NCs作為一種主力已經(jīng)得到了很好的發(fā)展。CdSe NCs具有發(fā)射量子產(chǎn)率高、發(fā)射線寬窄、光穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但由于其固有的毒性，使其在環(huán)境中受到限制，因此在實際應(yīng)用中前景不好。InP是理想的替代材料，具有類似的發(fā)射波長范圍，但不具有內(nèi)在毒性。先前的研究已經(jīng)證明InP NCs可以很好地應(yīng)用于白光LEDs以改善其顯色指數(shù)(CRI)。例如，Nann等人[1]報道了一種固態(tài)白色發(fā)光二極管，其CRI值高達(dá)86，其方法是將InP/ZnS NCs和黃綠色熒光粉一起摻雜。然而，這些InP NCs的性能還存在一些關(guān)鍵問題。其中，它們的色純度和發(fā)射光譜可調(diào)性遠(yuǎn)不如發(fā)展成熟的CdSe NCs，這是由于銦配體具有較強的配位強度，這些InP NCs的劣化性能來源于苛刻的反應(yīng)控制。報道的典型InP NCs(50～80 nm)的發(fā)射線寬比CdSe(15～40 nm)寬，這導(dǎo)致了與CdSe相比，InP的顏色純度更差。

因此，InP量子點作為最佳替代CdSe 量子點的材料之一，對其光、電性能進(jìn)行系統(tǒng)深入研究具有重要的意義。另外，由于近年來通過金屬離子摻雜改善量子點的光、電性能逐漸成為量子點研究的熱點之一，而基于InP量子點的摻雜合成以及光、電學(xué)性能的研究還較少。本論文選擇InP作為研究基材，綜述新型InP量子點的幾種不同合成方法，合成金屬離子摻雜和無機寬帶隙殼材料包覆InP量子點，探索摻雜和表面包覆對InP量子點的性能的影響。

1 磷化銦的基本性質(zhì)

1.1 InP的晶體結(jié)構(gòu)

通過無機晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫檢索，其ICSD號為24517，磷化銦的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示。空間群為F-43 m，晶胞結(jié)構(gòu)為立方晶系，a=b=c=5.873,α=β=γ=90。In原子位于立方晶系的8個頂點和6個面中心，P原子位于立方晶系中四面體間隙，其中一個P原子位于x=y=z=0.25，在四面體中對稱分布，配位數(shù)為4。

圖1 InP的晶體結(jié)構(gòu)圖Fig 1 Crystal structure of InP

1.2 磷化銦的能帶結(jié)構(gòu)

能帶結(jié)構(gòu)圖顯示了布里淵區(qū)內(nèi)沿著高對稱方向電子能量對k矢的依賴性。通過對上述晶體結(jié)構(gòu)采用Materials Studio軟件進(jìn)行了能帶結(jié)構(gòu)模擬研究，如圖2所示(虛線為費米能級)，其禁帶寬度為1.373 eV。InP為直接帶隙材料, 導(dǎo)帶底和價帶頂都位于布里淵區(qū)中的G點處，InP的價帶可分為2個區(qū)域：高能端(-5.6～0.0 eV)和低能端(-11.5～-9.0 eV)。從能帶圖中可以看出，在費米能級附近的能帶較寬、能帶起伏較大，說明處于這個帶中的電子有效質(zhì)量越小、非局域(non-local)的程度越大、組成這條能帶的原子軌道擴展性越強。

圖2 InP的能帶結(jié)構(gòu)和態(tài)密度分布圖(DOS)(通過MS軟件計算獲得)Fig 2 Band structure and density of states (DOS) of InP (calculated by MS software)

2 磷化銦量子點合成方法

2.1 水熱法

水熱法是在不銹鋼水熱高壓反應(yīng)釜內(nèi)以水或有機溶劑作為反應(yīng)媒介在一定溫度和壓力下使前驅(qū)體離子反應(yīng)而合成量子點的方法，采用非水溶劑的水熱法即稱為溶劑熱法。它具有簡單、高效、反應(yīng)溫度低(一般小于200 ℃)、無需除氧除水、無易燃有機磷源等優(yōu)點。Qian等[2-3]科研組報道了一種簡單高效的溶劑熱合成法來合成InP量子點，最初是用還原性金屬鹽加入二甲苯溶劑中，在反應(yīng)釜中密閉至加熱150 ℃生長出尺寸達(dá)15 nm的InP納米晶。

Li等[2]將氯化銦與硼氫化鉀以及黃磷混合于甲醇-苯溶劑中，用水熱反應(yīng)釜加熱反應(yīng)4 h獲得9 nm的InP納米晶。但是合成的InP 量子點尺寸分布比較大，其質(zhì)量無法與熱注入法合成的InP量子點的質(zhì)量相比。2008年，Li等[4-5]采用InCl3與十二胺以及一種安全低毒的三(二甲胺基)膦(P(N(CH3)2)3)源混合于甲苯中，在180 ℃的高壓反應(yīng)釜中中反應(yīng)24 h合成InP量子點，由于成核與長大是幾乎同時發(fā)生的，所以其尺寸分布較大。用這種方法合成后，需要進(jìn)一步采用尺寸篩選法來分離不同粒徑的量子點，經(jīng)過氫氟酸刻蝕處理后的InP 量子點熒光量子產(chǎn)率達(dá)到58 %。

目前，水熱法合成的InP量子點還存在尺寸分布較大，熒光量子產(chǎn)率較低，直接合成核殼量子點不易控制等缺點，另外用水熱法合成量子點時無法對粒徑大小進(jìn)行實時監(jiān)控。

2.2 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是一種較為溫和的材料制備方法。合成過程中以含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，一般是無機物或者金屬醇鹽，在反應(yīng)的過程中這些均勻混合的原料會出現(xiàn)水解、縮合等一系列化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后先形成穩(wěn)定而透明溶膠體系，溶膠經(jīng)過靜置和陳化，膠粒與膠粒緩慢聚合，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，這時溶劑就填充在這些的網(wǎng)狀間隙中而變得不可流動。最后凝膠經(jīng)過干燥、燒結(jié)等固化過程后，納米結(jié)構(gòu)的材料就被制備出來了。

基于這種思想，Xiong等人[6]以In2O3、P4和NaOH 為原料，以水、己醇和庚烷為溶劑，通過在反應(yīng)物中添加表面活性劑I2，合成出了大量的InP納米線，這些納米線的直徑大多在10 nm左右，具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)。光致發(fā)光表征發(fā)現(xiàn)，納米線的帶隙在1.55 eV左右。

2.3 化學(xué)氣相沉積法(CVD)

CVD合成材料一般是在高溫下蒸發(fā)固體原料形成前驅(qū)氣體，之后不同氣體反應(yīng)化合并在特定區(qū)域生成產(chǎn)物。目前，簡單的化學(xué)氣相沉積法已經(jīng)成為較為主流的納米材料合成方法。例如ZnO納米線[7]，Cd SxSex-1合金、梯度、異質(zhì)結(jié)納米線[8-10]和多種 III-V 族合金納米線(InAsxPx-1、InGaxAsx-1、GaAsxSbx-1)[11-13]的合成都采用這種方法?；瘜W(xué)氣相沉積法的優(yōu)點是步驟簡單、成本低廉和生成物結(jié)晶質(zhì)量好，但于此同時，在可控性上的缺點也是比較令人煩惱。

CVD技術(shù)由于它的價格低廉和簡單易行，近幾年被廣泛應(yīng)用合成多種一維InP 納米結(jié)構(gòu)，包括InP納米線，InP 納米管和多種InP異質(zhì)結(jié)納米結(jié)構(gòu)。代表性的有：Ren等人[14]合成的珠鏈狀的InP納米結(jié)構(gòu)；Shen等人[15]合成了鋸齒狀I(lǐng)nP納米線。對這些一維納米結(jié)構(gòu)的合成和形成機理的探討，毫無疑問進(jìn)一步推進(jìn)了InP材料在納米科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。

3 磷化銦量子點的核殼結(jié)構(gòu)

選擇合適的核殼材料需要考慮以下三方面的要求：第一，殼材料的帶隙大小；第二，核殼的導(dǎo)帶和價帶的相對位置；第三，核和殼材料的晶體結(jié)構(gòu)應(yīng)相同，晶格常數(shù)應(yīng)盡可能的接近，晶格常數(shù)越接近，越利于殼層在核上的生長。

3.1 InP/ZnS核殼結(jié)構(gòu)

Xuyong Yang等[16]在手套箱中混合髓鞘銦(In(MA))，三(三甲基硅基)膦(P(TMS)3)和1-十八烯(ODE)(由于InP的成核過程，溶液的顏色迅速從無色變?yōu)辄S色)。接下來，將制備的InP核溶液轉(zhuǎn)移到三頸燒瓶中，然后將硬脂酸鋅(Zn-St2)加入到反應(yīng)體系中。該混合物在Ar氣氛下加熱至300 ℃，并保持一定時間以生長富鋅表面的InP核，隨后，將S的前驅(qū)體注入InP含核溶液中，生長ZnS殼。在那之后，一個額外的ZnS殼還可通過分解二乙二硫代氨基甲酸鋅得到，該過程如圖3(a)所示。

生成的沉淀物分散在甲苯中，能量色散X射線能譜(EDS)表明，得到的InP/ZnS納米晶體是由In、P、Zn和S組成的。這些不同比例的InP：ZnS在紫外光激發(fā)下的樣品的圖像如圖3(b)所示。用透射電子顯微鏡(TEM)可以直接觀察到窄尺寸分布的變化(圖3(c))。

圖3 (a)InP/ZnS半導(dǎo)體納米晶合成工藝示意圖；(b)紫外光激發(fā)下不同比例InP：ZnS樣品的照片；(c)在低放大陽離子下產(chǎn)生的InP/ZnS半導(dǎo)體納米晶的TEM圖像Fig 3 Synthesis process of InP/ZnS semiconductor nanocrystals, photo of InP:ZnS samples with different proportions under UV excitation and TEM images of InP/ZnS semiconductor nanocrystals produced under low and large positive ions

3.2 Si/InP核殼結(jié)構(gòu)

Biswajit Pal等[17]報道了基于Si/InP核殼納米線徑向異質(zhì)結(jié)陣列的太陽電池，用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)對硅納米線(SiNWs)模板和Si/InP核殼納米線陣列的形貌進(jìn)行了表征，如圖4所示。

實驗方法大致為：在金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長的n-InP層上濺射沉積100 nm厚的氧化銦錫(ITO)，然后在ITO的頂部表面(通過濺射)上進(jìn)行手指圖案的金色接觸，制備透明電極。采用Si背側(cè)熱蒸發(fā)技術(shù)制備了鋁底接觸(約200 nm)。圖中示出了基于p-Si/n-InP核-殼納米線的太陽能電池的原理，如圖5(a)所示，圖5(b)的幾何形狀有助于讓我們更好地理解幾何模型，基于納米線的太陽能電池垂直排列的p-Si/n-InP核殼被設(shè)計成一個具有p-Si核心的多晶n-InP殼。

圖4 (a)SiNWs的俯視FESEM顯微照片；(b)SiNWs的橫截面FESEM顯微照片；(c)Si/InP納米線核殼異質(zhì)結(jié)的FESEM顯微照片；(d)Si/InP納米線核殼異質(zhì)結(jié)的FESEM橫截面顯微照片F(xiàn)ig 4 (a) Top-view FESEM micrograph of SiNWs; (b) cross-sectional FESEM micrograph of SiNWs; (c) top-view FESEM micrograph of Si/InP nanowires core-shell heterojunction; (d) cross-sectional FESEM micrograph of Si/InP nanowires core-shell heterojunction

圖5 (a) p-Si/n-InP核殼納米線異質(zhì)結(jié)太陽電池原理圖；(b)單納米線核殼結(jié)構(gòu)的幾何形狀Fig 5 Schematic of p-Si/n-InP core-shell nanowire based heterojunction solar cell and geometry of a single nanowire based core-shell structure

4 磷化銦量子點的摻雜

4.1 量子點摻雜概述

量子點摻雜是將摻雜劑(dopant)原子或者離子引入量子點(QD)宿主晶格中形成摻雜型量子點(d:QD或d-dot)，通過摻雜可以調(diào)控宿主量子點的光學(xué)或電學(xué)性能[18]。

首先摻雜劑能強烈影響量子點的光學(xué)行為，因此摻雜型量子點也被看作是一類新型熒光材料，摻雜型量子點不僅能保持量子點本身固有的優(yōu)點，同時還具有較大的斯托克斯位移、能避免量子點的自猝滅效應(yīng)等優(yōu)點。摻雜型量子點在光學(xué)應(yīng)用方面已經(jīng)應(yīng)用廣泛，例如在量子點激光器領(lǐng)域，通過摻雜可以有效提高激光效率；在生物熒光標(biāo)簽或細(xì)胞成像領(lǐng)域，可以利用無毒摻雜制備成適合生物應(yīng)用的量子點。其次，摻雜型量子點還能顯著改變量子點的電學(xué)或磁性能，如在太陽能電池或者磁性材料中也有許多摻雜型量子點的應(yīng)用。

4.2 InP納米晶的摻雜

在納米晶晶格內(nèi)引入過渡金屬離子，如Cu、Mn、Ag、Gd等，可以在半導(dǎo)體納米晶能帶內(nèi)增加一個新的能級即摻雜能級，從而改變能帶結(jié)構(gòu)，改變半導(dǎo)體納米晶的光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)。還可以通過摻雜減少有毒元素的使用，同時，摻雜還可以提高納米晶的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性[19-23]。

4.2.1 Cu摻雜(Cu:InP)

2009年Xie和Peng小組[24]首次用膠體法合成Cu:InP納米晶，通過調(diào)節(jié)InP納米晶的尺寸實現(xiàn)了發(fā)射峰位從630～1 100 nm的調(diào)節(jié)，如圖6所示。之前從未報道過在未摻雜的情況下，InP納米晶發(fā)射峰位超過750 nm，將Cu摻入InP納米晶中，明顯拓寬了InP納米晶的發(fā)射范圍，Cu:InP能拓寬InP的發(fā)射范圍是因為Cu會在InP納米晶能帶內(nèi)部產(chǎn)生摻雜能級。

圖6 不同尺寸的InP納米晶和Cu:InP納米晶的(a)熒光光譜和(b)熒光峰位Fig 6 Fluorescence spectra and fluorescence peaks of InP nanocrystals and Cu:InP nanocrystals with different sizes

Xie小組[25]利用Cu:InP納米晶的發(fā)射峰位較InP納米晶有大的紅移，合成了InP:Cu/ZnS/InP/ZnS多殼層的納米晶，通過離子層吸附法準(zhǔn)確地控制了殼層數(shù)和納米晶的光學(xué)性質(zhì)。中間的ZnS殼層將內(nèi)層發(fā)射在600～800 nm的Cu:InP和外層發(fā)射在480～600 nm的InP/ZnS量子壁分開，從而實現(xiàn)了雙光發(fā)射。

4.2.2 Ag摻雜(Ag：InP)

劉淑玲[26]采用溶劑熱法與光化學(xué)還原法相結(jié)合制備了Ag/InP復(fù)合材料，通過掃描電子顯微鏡(SEM)對所得產(chǎn)物進(jìn)行了表征(見圖7)，可以清晰地看出Ag附著在InP微球表面，且表面較InP單體的表面更粗糙。通過改變硝酸銀溶液(0.01，0.05，0.15 mol/L)的濃度來制備不同銀負(fù)載量的Ag/InP復(fù)合材料，命名為Sample-1，Sample-2，Sample-3。

圖7 InP單體及Ag/InP復(fù)合材料的SEM圖Fig 7 SEM images of InP monomer and Ag/InP Composites

選擇剛果紅為目標(biāo)降解物，來檢測產(chǎn)物的光催化性能。圖8為剛果紅染料的光催化降解率圖，其中縱坐標(biāo)為C/C0，C為不同光照時間的染料的濃度，C0為剛果紅染料的起始濃度。加入InP作為催化劑，燃料降解率提高，選擇等量的Ag/InP復(fù)合材料作為催化劑時，降解率進(jìn)一步提高。并得出結(jié)論：在該體系中，當(dāng)硝酸銀的濃度為0.05 mol/L時，所得產(chǎn)物的光催化性能最強。

圖8 InP單體及Ag/InP復(fù)合材料的光催化降解率圖Fig 8 Photo catalytic degradation rate of InP monomer and Ag/InP composite

5 磷化銦量子點的應(yīng)用

5.1 InP量子點在固態(tài)照明的應(yīng)用

針對能源需求以及全球變暖和氣候變化的關(guān)注，節(jié)能環(huán)保的固態(tài)照明被認(rèn)為是最有前途和最合適的光源?；谀z體半導(dǎo)體納米晶(或量子點)的白光發(fā)光二極管(WLEDs)因其體積小、效率高、壽命長等優(yōu)點，顯示出取代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈的潛力。這種替代可以降低日益增長的能源消耗，解決化石燃料儲量迅速枯竭的問題，并改善全球環(huán)境質(zhì)量。

為了充分發(fā)揮WLEDs的潛力，必須開發(fā)先進(jìn)的技術(shù)來生產(chǎn)高效、壽命長、具有競爭力的高質(zhì)量白光。用于產(chǎn)生白光的有機技術(shù)為大面積發(fā)光板提供了低成本制造的主要優(yōu)勢，但這些面板產(chǎn)生的彩色發(fā)射質(zhì)量較差，并且通常具有有限的器件壽命。這些問題可以通過將半導(dǎo)體納米晶(也稱為量子點(QDs))集成到無機發(fā)光二極管中來克服，因為半導(dǎo)體納米晶具有非常窄的發(fā)射帶和很高的量子產(chǎn)率。與常見的發(fā)射材料，如有機染料相比，納米晶體還具有較強的吸收能力和抗光氧化能力。膠體納米晶的另一個好處是其合成后溶液的可加工性[27]，使它們的表面很容易被各種有機分子/無機殼層功能化，生成更完備的核殼結(jié)構(gòu)。因此，基于半導(dǎo)體納米晶的WLEDs是目前研究的焦點，市面上也有了許多相關(guān)的出版物和發(fā)明。

Quanqin Dai等[28]著重介紹了半導(dǎo)體納米晶固體照明(即WLEDs)在產(chǎn)生白光的不同方法方面的最新進(jìn)展，包括離散顏色混合、顏色轉(zhuǎn)換和直接白光產(chǎn)生。CdSe納米晶的廣泛應(yīng)用證明了其在可見光范圍內(nèi)具有優(yōu)良的尺寸依賴性光學(xué)性能，在基礎(chǔ)研究方面，CdSe納米晶是一個很好的模型體系。然而，鎘是一種毒性極強的成分，在實際應(yīng)用中，這類納米級候選材料的未來用途并不確定。鎘是一種劇毒元素，任何潛在的釋放都會對環(huán)境和人類造成或多或少的危害。因此，大規(guī)模生產(chǎn)無毒、用戶友好、環(huán)境友好的納米材料勢在必行，其中以非鎘納米晶為基礎(chǔ)的WLEDs將是首選。為了滿足這一要求，在可見光范圍內(nèi)具有高發(fā)射效率的無毒InP/ZnS納米晶可能是CdSe納米晶的良好替代品。表1比較了基于納米晶的WLEDs、商用WLEDs和傳統(tǒng)照明技術(shù)的典型性能，可見InP基納米晶WLEDs有應(yīng)用價值，顯色指數(shù)(CRI)較高。

5.2 InP量子點在細(xì)胞成像中的應(yīng)用

Yong K-T等[29]報道了非鎘基量子點(QDs)作為高效、無毒的光學(xué)探針在活體胰腺癌細(xì)胞成像中的成功應(yīng)用。QDs因獨特的光學(xué)特性而使它們成為生物應(yīng)用的發(fā)光納米探針的潛在候選物，涉及范圍從免疫分析到活細(xì)胞組織成像等。

嚴(yán)重限制量子點臨床轉(zhuǎn)化潛力的一個主要缺陷是生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中常見的II-VI半導(dǎo)體(如CdSe和CdTe)量子點的毒性問題。如果它們的表面沒有被外殼涂層、生物相容性聚合物和生物分子仔細(xì)修飾的話，這些半導(dǎo)體納米顆粒在生物體系中很容易被分解，所以近年來科學(xué)家的目光逐漸轉(zhuǎn)移到非鎘基量子點的制備上。綜合考慮，InP量子點非常有前途，它的光學(xué)穩(wěn)定性較好。然而，很少有人報道InP量子點在生物成像中的應(yīng)用，也少有關(guān)于抗體InP/ZnS QDs生物結(jié)合物作為靶向光學(xué)探針用于胰腺癌細(xì)胞活體成像的研究。高質(zhì)量的InP量子點難以制備，受限于前驅(qū)體和表面活性劑對反應(yīng)環(huán)境敏感，所以制備的問題也是近年來科學(xué)家們研究的重點。

表1 基于納米晶的WLEDs、商用WLEDs和傳統(tǒng)光源[白熾燈泡、熒光燈和高強度放電(HID)]在發(fā)光輸出、瓦數(shù)、發(fā)光效率、相關(guān)色溫、顯色指數(shù)、燈成本和壽命方面的典型性能比較

圖9 水分散InP/ZnS量子點生物復(fù)合物形成的示意圖Fig 9 Schematic diagram of the formation of water dispersed InP/ZnS quantum dot biological complex

Yong K-T等[29]用一種簡單的方法合成了具有光穩(wěn)定性、生物相容性和水分散性的InP/ZnS量子點，制作了水分散InP/ZnS量子點生物復(fù)合物形成示意圖，如圖9所示，這些巰基琥珀酸包覆的量子點可以很容易地與單克隆抗體和多克隆抗體結(jié)合，用于靶向生物成像。由于InP/ZnS量子點的特殊性，將成為新一代靶向光學(xué)探針，用于多種生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用，包括癌癥早期檢測，它有望取代鎘基量子點(如CdSe)。

6 展 望

在過去15年中，在基于InP基的NCs的化學(xué)合成方面取得了重大進(jìn)展，使其光學(xué)性能達(dá)到與既定的Ⅱ—Ⅵ和Ⅳ—Ⅵ量子點相當(dāng)?shù)男ЧＪ聦嵣?，它們在商業(yè)光電設(shè)備的集成，特別是顯示領(lǐng)域的集成，目前正在開發(fā)中。還需要取得進(jìn)一步的進(jìn)展，特別是在確定合成方案時，應(yīng)考慮到在高反應(yīng)產(chǎn)率下減小粒度分布，以及實現(xiàn)精確控制，使之具有增強穩(wěn)定性的預(yù)定義發(fā)射波長。很多研究者列出了研究的方向。

(1)目前關(guān)于InP基NCs摻雜的研究很少，這說明了這種方法在進(jìn)一步優(yōu)化其光電特性方面的潛力。到目前為止，摻雜的控制還沒有達(dá)到與CdSe NCs相同的水平，Norris和他的同事們已經(jīng)能夠“一個接一個”地添加Ag+摻雜劑，并且顯示出對發(fā)射特性的巨大影響[30]。另一個尚未探索的概念是殼層摻雜，即在殼層材料中引入摻雜離子。

(2)目前的大多數(shù)策略都是基于通過控制前體的反應(yīng)性，在內(nèi)部生長過程中保持較高的單體濃度。在生長階段，外部提供額外的前體，無論是通過多次注射還是連續(xù)注射，都是一種很有前途但未被充分探索的替代方法。舉一個例子，使用連續(xù)供應(yīng)的PH3氣體進(jìn)行合成，可以在不犧牲尺寸分布的情況下獲得更大尺寸的InP NCs[31]。另一種保持高單體儲層的方法是使用合適的絡(luò)合劑，在原位增強分子前體的穩(wěn)定性。

(3)對于達(dá)到最大的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和光穩(wěn)定性的核/殼結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計，仍然是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。梯度(ZnSe，S)殼層和薄GaP中間層的使用已被證明為這一方向提供了有希望的前景[32]。更好地理解表面/界面鈍化，將有利于設(shè)計具有調(diào)諧光學(xué)特性的核/殼結(jié)構(gòu)。最后，鑒于InP NCs的大規(guī)模生產(chǎn)，必須考慮與前體、穩(wěn)定劑和溶劑的可用性以及合成的可持續(xù)性有關(guān)的其他方面。

InP納米材料的研究屬于發(fā)展中的新學(xué)科，還存在著很多挑戰(zhàn)性課題。在制備方面，如何有效地控制InP量子點的生長來實現(xiàn)對產(chǎn)物尺寸、形貌、分散度以及微觀結(jié)構(gòu)的控制方法迫在眉睫，具備優(yōu)秀水溶性和生物相容性InP量子點的研究需要極大的完善和提高。