專利名稱：M的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米半導體材料，尤其是一種M(1-x)Ga2S4:Ax量子點及其制備方法。
背景技術(shù)：
量子點是準零維納米半導體材料，它由少量原子或原子團構(gòu)成，通常三維尺度在1～10nm。由于尺寸量子效應和介電限域效應的影響，半導體納米晶體顯示出獨特的熒光特性等物理和化學特性。使得量子點在光學和生物學等方面具有廣闊的應用前景。量子點在生命科學及其他領(lǐng)域有著巨大的需求，因此人們對于量子點及其合成技術(shù)也進行了不斷地探索。目前已經(jīng)合成了多種核-殼結(jié)構(gòu)的納米顆粒，如CdS/Ag2S、CdS/Cd(OH)2、CdS/ZnS、CdSe/ZnS、CdHgTe/ZnS、ZnSe/CdSe、CdS/HgS、CdS/PbS及多層結(jié)構(gòu)的CdS/HgS/CdS等等。但是也同樣面臨一些問題，目前使用的量子點材料多為含Se，Cd，Te成分，其毒性較大，原料性質(zhì)不穩(wěn)定，成本很高，極大地限制了量子點的制備及其應用。通過在基質(zhì)量子點材料中摻雜過渡金屬或稀土離子，可以解決量子點物理性質(zhì)與光譜需求很難統(tǒng)一的問題，實現(xiàn)中紅外等多個波段范圍的的熒光發(fā)射。因此，制備性能優(yōu)良的摻雜型量子點成為研究的一個重要方向。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種發(fā)光性能優(yōu)良的量子點，以及該量子點的制備方法。
本發(fā)明為解決上述問題公開了一種量子點，其化學表達式為M(1-x)Ga2S4:Ax其中，M為Ba，Ca中的一種元素；A為Mn，Cu，Ag，Al，Pr，Eu，Er，Tm，Ce，Yb，Nd中的一種元素或其中兩種元素的混合；0.001＜x≤0.4。
本發(fā)明還提供了一種M(1-x)Ga2S4:Ax量子點制備方法，本發(fā)明的制備方法包括以下步驟1)按照化學計量比將鋇或鈣的可溶性鹽溶于水溶液中，加入1-100ml濃度為0.15g/ml的六偏磷酸鈉水溶液，進行快速攪拌，制得儲備液A；2)按照化學計量比將鎵的可溶性鹽溶于水溶液中，超聲分散10-100min，制得儲備液B；3)按照化學計量比將摻雜離子的可溶性鹽溶于水溶液中，超聲分散10-100min，制得儲備液C；4)按照化學計量比將硫化鈉溶于乙醇溶液中，超聲分散10-100min，制得儲備液D；5)將儲備液A、儲備液B和儲備液C移入三頸瓶中，通入氮氣將反應器密閉后用磁力攪拌器快速攪拌溶液，將儲備液D移入恒壓滴液漏斗中，緩慢均勻地滴入快速攪拌的反應器中，0.5-3h后停止反應，離心分離，去掉上清液，用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，將產(chǎn)物溶于水和乙醇混合液中，用微波加熱1-8分鐘，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌兩次，將產(chǎn)物溶于無水乙醇，得到M(1-x)Ga2S4:Ax量子點。
本發(fā)明用可溶性鹽在室溫、安全的條件下制備了M(1-x)Ga2S4:Ax量子點。本發(fā)明制備的量子點原料安全易得，價格低廉，操作安全簡便，不需要苛刻的設備條件，使得實驗室大規(guī)模制備成為可能。用本方法得到的量子點分散性好，熒光強度高，穩(wěn)定性好。該量子點可作為熒光標記物質(zhì)，廣泛應用于生物檢測與分析，以及作為發(fā)光材料用于多種顯示器件。
具體實施方式
本發(fā)明提供一種量子點，其化學表達式為M(1-x)Ga2S4:Ax其中，M為Ba，Ca中的一種元素，A為Mn，Cu，Ag，Al，Pr，Eu，Er，Tm，Ce，Yb，Nd中的一種元素或其中兩種元素的混合，0.001＜x≤0.4。
在該量子點M(1-x)Ga2S4:Ax的化學表達式中，x的數(shù)值也可以是以下范圍0.1＜x≤0.4。
比較好的量子點可以用以下化學表達式表達為(1)Ca0.9Ga2S4:Er0.1；(2)Ba0.96Ga2S4:Mn0.04。
此外，在量子點的具體實施例還可以按下列表中的數(shù)據(jù)確定
本發(fā)明量子點的制備實施例一
以Ca0.9Ga2S4:Er0.1為例，將0.0045mol氯化鈣溶于10ml水溶液中，加入40ml濃度為0.15g/ml的六偏磷酸鈉水溶液，進行快速攪拌，制得儲備液A；2)將0.01mol硝酸鎵溶于30ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液B；3)將0.0005mol醋酸鉺溶于10ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液C；4)將0.02mol硫化鈉溶于10ml乙醇溶液中，超聲分散30min，制得儲備液D；5)將儲備液A、儲備液B和儲備液C移入三頸瓶中，通入氮氣將反應器密閉后用磁力攪拌器快速攪拌溶液，將儲備液D移入恒壓滴液漏斗中，以0.7mL/min的速度，緩慢均勻地滴入快速攪拌的反應器中，2h后停止反應，用離心機進行離心分離，去掉上清液，用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，將產(chǎn)物溶于水和乙醇混合液中，用微波加熱3分鐘，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌兩次，將產(chǎn)物溶于無水乙醇，得到Ca0.9Ga2S4:Er0.1量子點。
實施例二以Ca0.95Ga2S4:Eu0.05為例，將0.00475mol氯化鈣溶于10ml水溶液中，加入46ml濃度為0.15g/ml的六偏磷酸鈉水溶液，進行快速攪拌，制得儲備液A；2)將0.01mol硝酸鎵溶于30ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液B；3)將0.00025mol醋酸銪溶于10ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液C；4)將0.02mol硫化鈉溶于10ml乙醇溶液中，超聲分散30min，制得儲備液D；5)將儲備液A、儲備液B和儲備液C移入三頸瓶中，通入氮氣將反應器密閉后用磁力攪拌器快速攪拌溶液，將儲備液D移入恒壓滴液漏斗中，以0.7mL/min的速度，緩慢均勻地滴入快速攪拌的反應器中，2h后停止反應，用離心機進行離心分離，去掉上清液，用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，將產(chǎn)物溶于水和乙醇混合液中，用微波加熱3分鐘，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌兩次，將產(chǎn)物溶于無水乙醇，得到Ca0.95Ga2S4:Eu0.05量子點。
實施例三以Ba0.95Ga2S4:Pr0.05為例，將0.00475mol氯化鋇溶于10ml水溶液中，加入60ml濃度為0.15g/ml的六偏磷酸鈉水溶液，進行快速攪拌，制得儲備液A；2)將0.01mol硝酸鎵溶于30ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液B；3)將0.00025mol醋酸鐠溶于10ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液C；4)將0.02mol硫化鈉溶于10ml乙醇溶液中，超聲分散30min，制得儲備液D；5)將儲備液A、儲備液B和儲備液C移入三頸瓶中，通入氮氣將反應器密閉后用磁力攪拌器快速攪拌溶液，將儲備液D移入恒壓滴液漏斗中，以0.7mL/min的速度，緩慢均勻地滴入快速攪拌的反應器中，2h后停止反應，用離心機進行離心分離，去掉上清液，用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，將產(chǎn)物溶于水和乙醇混合液中，用微波加熱3分鐘，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌兩次，將產(chǎn)物溶于無水乙醇，得到Ba0.95Ga2S4:Pr0.05量子點。
實施例四以Ba0.9Ga2S4:Mn0.1為例，將0.0045mol氯化鋇溶于10ml水溶液中，加入40ml濃度為0.15g/ml的六偏磷酸鈉水溶液，進行快速攪拌，制得儲備液A；2)將0.01mol硝酸鎵溶于30ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液B；
3)將0.0005mol醋酸錳溶于10ml水溶液中，超聲分散30min，制得儲備液C；4)將0.02mol硫化鈉溶于10ml乙醇溶液中，超聲分散30min，制得儲備液D；5)將儲備液A、儲備液B和儲備液C移入三頸瓶中，通入氮氣將反應器密閉后用磁力攪拌器快速攪拌溶液，將儲備液D移入恒壓滴液漏斗中，以0.7mL/min的速度，緩慢均勻地滴入快速攪拌的反應器中，2h后停止反應，用離心機進行離心分離，去掉上清液，用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，將產(chǎn)物溶于水和乙醇混合液中，用微波加熱3分鐘，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌兩次，將產(chǎn)物溶于無水乙醇，得到Ba0.9Ga2S4:Mn0.1量子點。
權(quán)利要求
1.一種M(1-x)Ga2S4:Ax量子點，其特征在于其化學表達式為M(1-x)Ga2S4:Ax其中，M為Ba，Ca中的一種元素；A為Mn，Cu，Ag，Al，Pr，Eu，Er，Tm，Ce，Yb，Nd中的一種元素或其中兩種元素的混合；0.001＜x≤0.4。
2.按照權(quán)利要求1所述的M(1-x)Ga2S4:Ax量子點，其特征在于所說的0.1＜x≤0.4。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的M(1-x)Ga2S4:Ax量子點，其特征在于所說的量子點的化學表達式為Ca0.9Ga2S4:Er0.1。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的M(1-x)Ga2S4:Ax量子點，其特征在于所說的量子點的化學表達式為Ba0.96Ga2S4:Mn0.04。
5.一種權(quán)利要求1的M(1-x)Ga2S4:Ax量子點的制備方法，其特征在于所說的制備過程為1)按照化學計量比將鋇或鈣的可溶性鹽溶于水溶液中，加入1-100ml濃度為0.15g/ml的六偏磷酸鈉水溶液，進行快速攪拌，制得儲備液A；2)按照化學計量比將鎵的可溶性鹽溶于水溶液中，超聲分散10-100min，制得儲備液B；3)按照化學計量比將摻雜離子的可溶性鹽溶于水溶液中，超聲分散10-100min，制得儲備液C；4)按照化學計量比將硫化鈉溶于乙醇溶液中，超聲分散10-100min，制得儲備液D；5)將儲備液A、儲備液B和儲備液C移入三頸瓶中，通入氮氣將反應器密閉后用磁力攪拌器快速攪拌溶液，將儲備液D移入恒壓滴液漏斗中，緩慢均勻地滴入快速攪拌的反應器中，0.5-3h后停止反應，離心分離，去掉上清液，用去離子水洗滌三次，再用無水乙醇洗滌三次，將產(chǎn)物溶于水和乙醇混合液中，用微波加熱1-8分鐘，用去離子水洗滌兩次，再用無水乙醇洗滌兩次，將產(chǎn)物溶于無水乙醇，得到M(1-x)Ga2S4:Ax量子點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種量子點，其特征在于其化學表達式為M
文檔編號C09K11/77GK1962812SQ200610129899
公開日2007年5月16日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者張曉松, 李嵐, 韓旭, 安海萍 申請人:天津理工大學