一種提高硒化鎘量子點熒光效率的方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種提高硒化鎘量子點熒光效率的方法屬于量子點發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，以脂肪酸為配體，將洗凈后的硒化鎘量子點與脂肪酸均勻混合，利用對稱式金剛石對頂砧壓機對樣品進行持續(xù)加壓至3.2?4.2GPa，硒化鎘量子點的熒光強度即提高10?30倍。本發(fā)明的方法過程簡單、室溫操作、發(fā)光峰位和強度可調(diào)，對于硒化鎘量子點的熒光在可見光譜和藍光波段的連續(xù)可調(diào)具有重要的參考價值。
【專利說明】
_種提局砸化錦量子點焚光效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于量子點發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有效地提高砸化鎘量子點熒光效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為廣泛研究的發(fā)光半導(dǎo)體材料之一，砸化鎘量子點由于其窄的發(fā)光峰和強的尺寸依賴的光學(xué)特性，在光學(xué)傳感器、熒光成像和光發(fā)射二極管等領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用。然而，實際應(yīng)用中，砸化鎘量子點的高發(fā)光效率將是提高其器件響應(yīng)靈敏度的必要條件。為此，科學(xué)家們付出許多努力去尋找一種能夠有效地提高砸化鎘量子點熒光效率的方法。尤其是2014年諾貝爾物理學(xué)獎授予了藍光LED之后，對于砸化鎘量子點的高熒光效率的藍光波段的實現(xiàn)和可見光全譜范圍內(nèi)的連續(xù)可調(diào)，已然成為科學(xué)研究領(lǐng)域的重大機遇和挑戰(zhàn)，將對實際藍光區(qū)域的器件應(yīng)用具有重要的促進作用，而這一應(yīng)用的重要前提就是如何有效地提高砸化鎘量子點在可見光區(qū)的熒光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服【背景技術(shù)】存在的問題和缺陷，提供一種有效地提高砸化鎘量子點熒光效率的方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種提高砸化鎘量子點熒光效率的方法，其特征在于，以脂肪酸為配體，將洗凈后的砸化鎘量子點與脂肪酸均勻混合，混合后砸化鎘量子點在脂肪酸中的濃度為3-10克/升，利用對稱式金剛石對頂砧壓機對樣品進行持續(xù)加壓至3.2-4.2GPa，砸化鎘量子點的熒光強度即提高10-30倍。
[0006]本發(fā)明的一種提高砸化鎘量子點熒光效率的方法中，所述的脂肪酸優(yōu)選油酸、硬脂酸或豆蔻酸。
[0007]本發(fā)明的一種提尚砸化錦量子點焚光效率的方法中，所述的砸化錦量子點的粒徑優(yōu)選 2.5nm_4.8nm0
[0008]本發(fā)明的方法的關(guān)鍵在于能夠通過控制施加的外界壓力，壓力是獨立于溫度和組分的熱力學(xué)變量，可以有效地改變材料的原子排布、電子結(jié)構(gòu)和原子(分子)間的相互作用。壓力增加過程中，由于砸化鎘量子點以油酸等脂肪酸為配體，通過施加的外界壓力對配體自身能帶和有機無機界面的調(diào)控作用，實現(xiàn)有效地提高砸化鎘量子點的熒光效率。對樣品進行持續(xù)加壓至3.2-4.2GPa時，砸化鎘量子點的熒光強度隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的10-30倍。
[0009]綜上，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0010]1、本發(fā)明的方法可使砸化鎘量子點的熒光效率大幅度提高10-30倍。
[0011]2、本發(fā)明具有較好的可重復(fù)性，對于壓力下的高效率光壓傳感器和可見光區(qū)壓力可調(diào)的半導(dǎo)體激光器具有重要的應(yīng)用價值和科學(xué)意義。
[0012]3、本發(fā)明的方法過程簡單、室溫操作、發(fā)光峰位和強度可調(diào)。
[0013]4、本發(fā)明利用高壓對砸化鎘量子點的能帶的調(diào)制實現(xiàn)砸化鎘量子點的發(fā)光峰位的調(diào)控，對于砸化鎘量子點的熒光在可見光譜和藍光波段的連續(xù)可調(diào)具有重要的參考價值。
【附圖說明】
[0014]圖1是金剛石對頂砧壓機及原位高壓測試示意圖。
[0015]圖2是壓力下添加油酸為配體的4.Snm的紅光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化曲線(實施例1)。
[0016]圖3是壓力下添加油酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化曲線(實施例2)。
[0017]圖4是壓力下添加油酸為配體的3.0nm的綠光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化曲線(實施例3)。
[0018]圖5是壓力下添加油酸為配體的2.5nm的藍光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化曲線(實施例4)。
[0019]圖6是壓力下添加油酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化第一次循環(huán)曲線(實施例5)。
[0020]圖7是壓力下添加油酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化第二次循環(huán)曲線(實施例5)。
[0021]圖8是壓力下添加油酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液的熒光強度和峰位的變化第三次循環(huán)曲線(實施例5)。
[0022]圖9是壓力下添加硬脂酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液的熒光強度的變化曲線(實施例6)。
[0023]圖10是壓力下添加豆蔻酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液的熒光強度的變化曲線(實施例7)。
【具體實施方式】
[0024]現(xiàn)結(jié)合下列實施例進一步說明本發(fā)明的工作過程。
[0025]實施例1
[0026]如圖1所示，為產(chǎn)生壓力的對稱式金剛石對頂砧裝置示意圖，金剛石砧面大小為400μ??，密封墊采用Τ301不銹鋼片。將以油酸為配體的4.8nm的紅光砸化鎘量子點溶液(濃度為6.5g/L)放入金剛石對頂砧的樣品腔中，調(diào)節(jié)金剛石對頂砧對樣品逐漸加壓至3.2GPa，同時利用光纖光譜儀測試砸化鎘量子點的熒光信號，結(jié)果如圖2所示，砸化鎘量子點的熒光峰位逐漸從640nm左右紅移至大約61nm(紅光)，發(fā)光強度也隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的15倍左右，有效地提高了砸化鎘量子點在紅光波段的熒光效率。
[0027]實施例2
[0028]將以油酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液(濃度為5g/L)放入金剛石對頂砧的樣品腔中，調(diào)節(jié)金剛石對頂砧對樣品逐漸加壓至3.5GPa，同時利用光纖光譜儀測試砸化鎘量子點的熒光信號，結(jié)果如圖3所示，砸化鎘量子點的熒光峰位逐漸從600nm左右紅移至大約560nm(黃光)，發(fā)光強度也隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的12倍左右，有效地提高了砸化鎘量子點在橙黃光波段的熒光效率。并且，金剛石壓砧中的砸化鎘量子點溶液在波長為405nm的激光激發(fā)下，其發(fā)光亮度也逐漸增強。
[0029]實施例3
[0030]將以油酸為配體的3.0nm的綠光砸化鎘量子點溶液(濃度為4g/L)放入金剛石對頂砧的樣品腔中，調(diào)節(jié)金剛石對頂砧對樣品逐漸加壓至4.0GPa，同時利用光纖光譜儀測試砸化鎘量子點的熒光信號，結(jié)果如圖4所示，砸化鎘量子點的熒光峰位逐漸從550nm左右紅移至大約520nm(綠光)，發(fā)光強度也隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的11倍左右，有效地提高了砸化鎘量子點在綠光波段的熒光效率。并且，金剛石壓砧中的砸化鎘量子點溶液在波長為405nm的激光激發(fā)下，其發(fā)光亮度也逐漸增強。
[0031 ] 實施例4
[0032]將以油酸為配體的2.5nm的藍光砸化鎘量子點溶液(濃度為4g/L)放入金剛石對頂砧的樣品腔中，調(diào)節(jié)金剛石對頂砧對樣品逐漸加壓至4.2GPa，同時利用光纖光譜儀測試砸化鎘量子點的熒光信號，結(jié)果如圖5所示，砸化鎘量子點的熒光峰位逐漸從505nm左右紅移至大約470nm(藍光)，發(fā)光強度也隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的11倍左右，有效地提高了砸化鎘量子點在藍光波段的熒光效率。并且，金剛石壓砧中的砸化鎘量子點溶液在波長為405nm的激光激發(fā)下，其發(fā)光亮度也逐漸增強。
[0033]實施例5
[0034]以油酸包覆的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液為例，研究其壓力下熒光強度和峰位的變化及其可重復(fù)性。將以油酸為配體的3.5nm的橙黃光砸化鎘量子點溶液(濃度為3g/L)放入金剛石對頂砧的樣品腔中，反復(fù)3次進行“調(diào)節(jié)金剛石對頂砧對樣品逐漸加壓至
3.3GPa，同時利用光纖光譜儀測試砸化鎘量子點的熒光信號，然后將金剛石對頂砧卸壓”的操作，3次循環(huán)中測得的砸化鎘量子點的熒光強度和峰位變化曲線如圖6-8所示，從中可以看到，經(jīng)過三次“加壓一卸壓一加壓一卸壓”的循環(huán)之后，仍然可以觀察到壓力誘導(dǎo)熒光增強的現(xiàn)象，并且峰位隨壓力藍移連續(xù)可調(diào)，表明本方法對于本研究對象而言具有較好的可重復(fù)性。
[0035]實施例6
[0036]本發(fā)明進一步探索了除了油酸之外的其它脂肪酸對于砸化鎘量子點溶液的壓力誘導(dǎo)熒光增強是否具有同樣的影響。對添加硬脂酸包覆的CdSe量子點溶液(濃度為10g/L)進行加壓，壓力逐漸加至3.5GPa左右，測得的熒光強度變化曲線如圖9所示，從中可以看到，砸化鎘量子點的發(fā)光峰位逐漸從610nm左右藍移至大約580nm，其發(fā)光強度隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的近乎30倍，有效地提高了砸化鎘量子點在紅光波段的熒光效率。表明硬脂酸同樣對壓力下砸化鎘量子點的熒光增強具有重要作用。
[0037]實施例7
[0038]對添加豆蔻酸包覆的CdSe量子點溶液(濃度為8.5g/L)進行加壓，壓力逐漸加至3.0GPa，測得的熒光強度變化曲線如圖10所示，從中可以看到，砸化鎘量子點的發(fā)光峰位逐漸從600nm左右藍移至大約570nm，其發(fā)光強度隨壓力逐漸增強，最高強度為原始強度的近乎25倍，有效地提尚了砸化錦量子點的焚光效率。表明蔻酸同樣也對壓力下砸化錦量子點的熒光增強具有重要作用。
[0039]由以上各實施例可以看出，添加油酸、硬脂酸和豆蔻酸等脂肪酸作為砸化鎘量子點的配體，并利用金剛石對頂砧產(chǎn)生的壓力對其混合溶液進行加壓，可有效地提高砸化鎘量子點的熒光效率，操作簡單，且重復(fù)性良好，本發(fā)明對于壓力下的高效率光壓傳感器和可見光區(qū)壓力可調(diào)的半導(dǎo)體激光器具有重要的應(yīng)用價值和科學(xué)意義。
【主權(quán)項】
1.一種提高砸化鎘量子點熒光效率的方法，其特征在于，以脂肪酸為配體，將洗凈后的砸化鎘量子點與脂肪酸均勻混合，混合后砸化鎘量子點在脂肪酸中的濃度為3-10克/升，利用對稱式金剛石對頂砧壓機對樣品進行持續(xù)加壓至3.2-4.2GPa，砸化鎘量子點的熒光強度即提高10-30倍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高砸化鎘量子點熒光效率的方法，其特征在于，所述的脂肪酸是油酸、硬脂酸或豆蔻酸。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種提高砸化鎘量子點熒光效率的方法，所述的砸化鎘量子點的粒徑為2.5nm-4.8nm。
【文檔編號】C09K11/06GK105950152SQ201610464465
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月24日
【發(fā)明人】肖冠軍, 鄒勃
【申請人】吉林大學(xué)