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

背景技術(shù)：

量子點(diǎn)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(diǎn)的量子尺寸效應(yīng)給量子點(diǎn)帶來一系列獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，例如，光穩(wěn)定性好、熒光強(qiáng)度高、激發(fā)光譜寬和發(fā)射波長可調(diào)控等，使量子點(diǎn)在光學(xué)傳感器、細(xì)胞標(biāo)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(diǎn)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(diǎn)材料缺少較寬光學(xué)帶隙，且多數(shù)量子點(diǎn)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(lán)紫光的量子點(diǎn)材料，而缺少藍(lán)紫光源導(dǎo)致難以將量子點(diǎn)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(shí)現(xiàn)要素：

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

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種量子點(diǎn)藍(lán)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(jìn)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(diǎn)與正己烷混合液體；

利用所述激光對所述混合液體進(jìn)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(diǎn)與正己烷混合液體進(jìn)行發(fā)光檢測，如果所述混合液體具有在藍(lán)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(lán)紫光源的黑磷烯量子點(diǎn)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(shí)施例提供的量子點(diǎn)藍(lán)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(diǎn)和正己烷溶劑的混合液體，該混合液體具有穩(wěn)定的藍(lán)紫光區(qū)域的發(fā)光波峰，從而能夠用作量子點(diǎn)藍(lán)紫光源，實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)藍(lán)紫光源的制備。

附圖說明

圖1示出本發(fā)明實(shí)施例提供的量子點(diǎn)藍(lán)紫光源的制備方法的流程示意圖。

圖2示出本發(fā)明實(shí)施例提供的黑磷烯量子點(diǎn)液體的發(fā)光光譜。

圖3示出本發(fā)明實(shí)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(shí)施例提供的黑磷烯量子點(diǎn)液體的透射電鏡圖。

具體實(shí)施方式

在附圖中，使用相同或類似的標(biāo)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(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)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(hù)范圍的限制。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種量子點(diǎn)藍(lán)紫光源的制備方法，使用黑磷和正己烷溶劑制備量子點(diǎn)藍(lán)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(dú)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(diǎn)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(diǎn)與正己烷混合液體簡稱為黑磷烯量子點(diǎn)液體)，與黑磷塊體或現(xiàn)有技術(shù)中的其他黑磷量子點(diǎn)不同，本發(fā)明得到的黑磷烯量子點(diǎn)液體在藍(lán)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(lán)紫光源應(yīng)用。

圖1示出本發(fā)明實(shí)施例提供的量子點(diǎn)藍(lán)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?yàn)榇┩刚和槿軇┒鴵p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(jìn)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(jìn)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(diǎn)與正己烷混合液體。

本發(fā)明實(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)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(diǎn)與正己烷混合液體進(jìn)行發(fā)光檢測，如果所述混合液體具有在藍(lán)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(lán)紫光源的黑磷烯量子點(diǎn)與正己烷混合液體。

圖2示出輻射處理后的黑磷烯量子點(diǎn)液體的發(fā)光圖，其中橫坐標(biāo)是發(fā)射光的波長，縱坐標(biāo)是強(qiáng)度。分別用波長為320nm，340nm，360nm和380nm的激發(fā)光對黑磷烯量子點(diǎn)液體進(jìn)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(lán)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(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行發(fā)光檢測時，這些半導(dǎo)體量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)，而不是正己烷溶劑本身，因?yàn)橄鄬τ诹孔狱c(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度，溶劑本身的發(fā)光強(qiáng)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(shí)施例中還提供了黑磷烯量子點(diǎn)液體的透射電鏡圖。圖4示出了黑磷烯量子點(diǎn)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(diǎn)液體中存在黑磷烯量子點(diǎn)。

容易理解，可以直接使用步驟104產(chǎn)生的黑磷烯量子點(diǎn)與正己烷混合液體作為藍(lán)紫光源。例如，在生物細(xì)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(diǎn)與正己烷混合液體作為藍(lán)紫光源注入生物細(xì)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(diǎn)與正己烷混合液體進(jìn)行進(jìn)一步處理，以期去除正己烷，僅保留黑磷烯量子點(diǎn)，本發(fā)明實(shí)施例中不限制去除正己烷的方式。

通過采用本發(fā)明實(shí)施例提供的量子點(diǎn)藍(lán)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(diǎn)和正己烷溶劑的混合液體，該混合液體具有穩(wěn)定的藍(lán)紫光區(qū)域的發(fā)光波峰，從而能夠用作量子點(diǎn)藍(lán)紫光源，實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)藍(lán)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(diǎn)熒光材料，進(jìn)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(diǎn)光源在諸如生物細(xì)胞檢測診斷，藥物活性分析等高通量篩選領(lǐng)域，實(shí)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(dá)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(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例制備的黑磷烯量子點(diǎn)和正己烷溶劑的混合液體具有穩(wěn)定且較寬的藍(lán)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(xì)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(shí)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(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)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(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。