本發(fā)明涉及光源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種量子點藍紫光源的制備方法。

背景技術(shù)：

量子點通常指半徑小于或接近于激子波爾半徑的半導(dǎo)體納米顆粒，通常尺寸在100nm以下。量子點的量子尺寸效應(yīng)給量子點帶來一系列獨特的光學(xué)性質(zhì)，例如，光穩(wěn)定性好、熒光強度高、激發(fā)光譜寬和發(fā)射波長可調(diào)控等，使量子點在光學(xué)傳感器、細胞標記、生物成像、光催化劑等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

近些年來，基于半導(dǎo)體量子點的LED(Light Emitted Diode，發(fā)光二極管)的研究受到了越來越多的關(guān)注。但是，由于半導(dǎo)體量子點材料缺少較寬光學(xué)帶隙，且多數(shù)量子點的發(fā)光峰位都處于紅、橙、黃、綠光波段，很難獲得能夠發(fā)藍紫光的量子點材料，而缺少藍紫光源導(dǎo)致難以將量子點光源應(yīng)用于照明或全色顯示等領(lǐng)域中。

因此，希望有一種技術(shù)方案來克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種量子點藍紫光源的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中缺少量子點藍紫光源的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種量子點藍紫光源的制備方法，包括：

在激光器靶臺上設(shè)置待燒蝕的黑磷塊體和正己烷溶劑的混合物，其中，所述黑磷塊體沒入所述正己烷溶劑中；

控制激光器發(fā)射激光，利用所述激光穿過所述正己烷溶劑的液面對所述黑磷塊體進行燒蝕，經(jīng)過第一預(yù)設(shè)時間后，取出剩余的所述黑磷塊體，得到黑磷烯量子點與正己烷混合液體；

利用所述激光對所述混合液體進行輻射，經(jīng)過第二預(yù)設(shè)時間后停止輻射；

對所述輻射處理后的黑磷烯量子點與正己烷混合液體進行發(fā)光檢測，如果所述混合液體具有在藍紫光區(qū)域的穩(wěn)定的發(fā)光波峰，則確定制備得到可用作藍紫光源的黑磷烯量子點與正己烷混合液體。

優(yōu)選的，所述黑磷塊體距離所述正己烷溶劑的液面0.5cm-1.0cm。

優(yōu)選的，所述激光器為釔鋁石榴石晶體Nd:YAG激光器，波長為1064nm。

優(yōu)選的，在所述第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述激光的頻率為5Hz，能量為30mJ每脈沖，脈寬為6ns。

優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)時間為5分鐘-60分鐘。

優(yōu)選的，所述第一預(yù)設(shè)時間為20分鐘。

優(yōu)選的，在所述第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，所述激光的頻率為10Hz，能量為20mJ每脈沖，脈寬為6ns。

優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)時間為5分鐘-120分鐘。

優(yōu)選的，所述第二預(yù)設(shè)時間為30分鐘。

通過采用本發(fā)明實施例提供的量子點藍紫光源的制備方法，采用激光燒蝕技術(shù)在正己烷溶劑中燒蝕黑磷塊體，得到黑磷烯量子點和正己烷溶劑的混合液體，該混合液體具有穩(wěn)定的藍紫光區(qū)域的發(fā)光波峰，從而能夠用作量子點藍紫光源，實現(xiàn)了量子點藍紫光源的制備。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明實施例提供的量子點藍紫光源的制備方法的流程示意圖。

圖2示出本發(fā)明實施例提供的黑磷烯量子點液體的發(fā)光光譜。

圖3示出本發(fā)明實施例提供的正己烷溶劑的發(fā)光光譜。

圖4示出本發(fā)明實施例提供的黑磷烯量子點液體的透射電鏡圖。

具體實施方式

在附圖中，使用相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明。

在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。

本發(fā)明實施例提供一種量子點藍紫光源的制備方法，使用黑磷和正己烷溶劑制備量子點藍紫光源。

黑磷具有褶皺的六邊形結(jié)構(gòu)，是一種典型的二維范德瓦爾斯材料，具有獨特的結(jié)構(gòu)和各向異性的電子傳輸、熱傳輸以及光學(xué)性質(zhì)，但是，黑磷塊體帶隙為0.3eV，帶隙太小限制了其作為光源的應(yīng)用，由于量子尺寸效應(yīng)，磷烯帶隙展寬到1.45eV，但是，發(fā)光在紅外區(qū)域，并且較弱，同樣不適用于發(fā)光材料的應(yīng)用。

本發(fā)明中，利用激光燒蝕技術(shù)燒蝕在正己烷溶劑中的黑磷塊體，制備得到一種黑磷烯量子點與正己烷混合液體(為便于描述，下文部分內(nèi)容中將該黑磷烯量子點與正己烷混合液體簡稱為黑磷烯量子點液體)，與黑磷塊體或現(xiàn)有技術(shù)中的其他黑磷量子點不同，本發(fā)明得到的黑磷烯量子點液體在藍紫光區(qū)域具有發(fā)光峰，且隨激發(fā)光波長的變化，該發(fā)光峰的位置不出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，發(fā)光峰位穩(wěn)定，因此，可以作為藍紫光源應(yīng)用。

圖1示出本發(fā)明實施例提供的量子點藍紫光源的制備方法，包括：

步驟101，在激光器靶臺上設(shè)置待燒蝕的黑磷塊體和正己烷溶劑的混合物，其中，所述黑磷塊體沒入所述正己烷溶劑中。

可以使用燒杯等器皿承載正己烷溶劑，黑磷塊體沒入所述正己烷溶劑中，距離正己烷溶劑的液面0.5cm-1.0cm，這樣，一方面可以保證在擊中黑磷塊體之前，激光的能量不會因為穿透正己烷溶劑而損失過多；另一方面，還可以保證激光燒蝕黑磷塊體的產(chǎn)物位于正己烷溶劑中，而不會脫離正己烷溶劑進入空氣中，避免了由于與空氣作用而可能產(chǎn)生的污染。

步驟102，控制激光器發(fā)射激光，利用所述激光穿過所述正己烷溶劑的液面對所述黑磷塊體進行燒蝕，經(jīng)過第一預(yù)設(shè)時間后，取出剩余的所述黑磷塊體，得到黑磷烯量子點與正己烷混合液體。

本發(fā)明實施例使用的激光器是Nd:YAG(釔鋁石榴石晶體)激光器，容易理解，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也可能使用其他激光器得到與本發(fā)明相同或相似的結(jié)果。本發(fā)明實施例中使用的Nd:YAG激光器僅是示例而不用于限定激光器的種類。

本發(fā)明實施例中使用的Nd:YAG激光器的波長為1064nm。容易理解，1064nm僅是示例，而不用于限定激光的波長。本領(lǐng)域技術(shù)人員使用其他波長(例如532nm)的激光也有可能得到與本發(fā)明相同或相似的結(jié)果。

第一預(yù)設(shè)時間為5分鐘-60分鐘，優(yōu)選的，為20分鐘。第一預(yù)設(shè)時間內(nèi)，Nd:YAG激光器的激光的頻率為5Hz，能量為30mJ每脈沖，脈寬為6ns。

步驟103，利用所述激光對所述混合液體進行輻射，經(jīng)過第二預(yù)設(shè)時間后停止輻射。

本步驟中，采用的器皿需要使得混合液體具有足夠深度，避免激光穿透混合液體擊中器皿壁產(chǎn)生污染。例如，可以使用試管作為本步驟中容納混合液體的器皿。

第二預(yù)設(shè)時間為5分鐘-120分鐘，優(yōu)選的為30分鐘。在第二預(yù)設(shè)時間內(nèi)，激光的頻率為10Hz，能量為20mJ每脈沖，脈寬為6ns。

步驟104，對所述輻射處理后的黑磷烯量子點與正己烷混合液體進行發(fā)光檢測，如果所述混合液體具有在藍紫光區(qū)域的穩(wěn)定的發(fā)光波峰，則確定制備得到可用作藍紫光源的黑磷烯量子點與正己烷混合液體。

圖2示出輻射處理后的黑磷烯量子點液體的發(fā)光圖，其中橫坐標是發(fā)射光的波長，縱坐標是強度。分別用波長為320nm，340nm，360nm和380nm的激發(fā)光對黑磷烯量子點液體進行激發(fā)，在發(fā)光圖中可以明顯得看到A、B、C三個發(fā)光峰，分別位于401nm、423nm和450nm處，發(fā)光峰位于藍紫光區(qū)域。而且，隨著激發(fā)光的波長的增加，黑磷烯量子點的發(fā)光峰位并沒有出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，發(fā)光峰位比較穩(wěn)定?，F(xiàn)有技術(shù)中對石墨烯、二硫化鉬等其它半導(dǎo)體量子點進行發(fā)光檢測時，這些半導(dǎo)體量子點的發(fā)光波峰的位置隨著激發(fā)波長的增大而發(fā)生紅移。

需要說明，圖2中黑磷烯量子點液體產(chǎn)生的發(fā)光光譜中的波峰信號來自黑磷烯量子點，而不是正己烷溶劑本身，因為相對于量子點的發(fā)光強度，溶劑本身的發(fā)光強度太弱并且會隨激發(fā)波長的增加而紅移。圖3示出正己烷溶劑本身的發(fā)光光譜，可以發(fā)現(xiàn)明顯的波峰紅移現(xiàn)象。

為了清楚燒蝕產(chǎn)物，本發(fā)明實施例中還提供了黑磷烯量子點液體的透射電鏡圖。圖4示出了黑磷烯量子點液體的透射電鏡圖。從圖4(a)中可以清晰地看到黑磷的局域有序的晶格條紋結(jié)構(gòu)，圖4(b)是圖4(a)中的圓環(huán)處的高分辨電鏡圖，從中可以看到其具有0.26nm的晶格參數(shù)，該參數(shù)對應(yīng)于黑磷的(040)晶面，證明燒蝕后得到的黑磷烯量子點液體中存在黑磷烯量子點。

容易理解，可以直接使用步驟104產(chǎn)生的黑磷烯量子點與正己烷混合液體作為藍紫光源。例如，在生物細胞檢測診斷、藥物活性分析等高通量篩選領(lǐng)域，可以直接將步驟104產(chǎn)生的黑磷烯量子點與正己烷混合液體作為藍紫光源注入生物細胞中。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以對步驟104產(chǎn)生的黑磷烯量子點與正己烷混合液體進行進一步處理，以期去除正己烷，僅保留黑磷烯量子點，本發(fā)明實施例中不限制去除正己烷的方式。

通過采用本發(fā)明實施例提供的量子點藍紫光源的制備方法，采用激光燒蝕技術(shù)在正己烷溶劑中燒蝕黑磷塊體，得到黑磷烯量子點和正己烷溶劑的混合液體，該混合液體具有穩(wěn)定的藍紫光區(qū)域的發(fā)光波峰，從而能夠用作量子點藍紫光源，實現(xiàn)了量子點藍紫光源的制備。

黑磷作為直接帶隙層狀材料，相比于現(xiàn)有技術(shù)中常用的石墨烯和二硫化鉬，電子躍遷發(fā)光更加容易，因此制備出黑磷為基礎(chǔ)的量子點熒光材料，進一步作為發(fā)光光源應(yīng)用于光電子器件領(lǐng)域，具有重要的技術(shù)和商業(yè)意義。

量子點光源在諸如生物細胞檢測診斷，藥物活性分析等高通量篩選領(lǐng)域，實現(xiàn)多種信號的同時檢測具有重要的意義，這主要取決于能否獲得通過單一激發(fā)源就能產(chǎn)生多個可分辨的發(fā)光峰特性的發(fā)光光源，使其能夠作為供體，通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)，達到同時檢測多個受體信號的效果。然而，一般的光源只具有發(fā)射單一寬峰的特性，如石墨烯量子點。本發(fā)明實施例制備的黑磷烯量子點和正己烷溶劑的混合液體具有穩(wěn)定且較寬的藍紫光區(qū)域的發(fā)光波峰，從而能夠通過單一激發(fā)源產(chǎn)生多個可分辨的發(fā)光峰，對諸如生物細胞檢測診斷、藥物活性分析等高通量篩選領(lǐng)域的檢測具有重要意義。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。