一种提高硒化镉量子点荧光效率的方法
【专利摘要】本发明的一种提高硒化镉量子点荧光效率的方法属于量子点发光材料技术领域，以脂肪酸为配体，将洗净后的硒化镉量子点与脂肪酸均匀混合，利用对称式金刚石对顶砧压机对样品进行持续加压至3.2?4.2GPa，硒化镉量子点的荧光强度即提高10?30倍。本发明的方法过程简单、室温操作、发光峰位和强度可调，对于硒化镉量子点的荧光在可见光谱和蓝光波段的连续可调具有重要的参考价值。
【专利说明】
_种提局砸化锦量子点焚光效率的方法
技术领域
[0001]本发明属于量子点发光材料技术领域，特别涉及一种有效地提高砸化镉量子点荧光效率的方法。
【背景技术】
[0002]作为广泛研究的发光半导体材料之一，砸化镉量子点由于其窄的发光峰和强的尺寸依赖的光学特性，在光学传感器、荧光成像和光发射二极管等领域具有重要的潜在应用。然而，实际应用中，砸化镉量子点的高发光效率将是提高其器件响应灵敏度的必要条件。为此，科学家们付出许多努力去寻找一种能够有效地提高砸化镉量子点荧光效率的方法。尤其是2014年诺贝尔物理学奖授予了蓝光LED之后，对于砸化镉量子点的高荧光效率的蓝光波段的实现和可见光全谱范围内的连续可调，已然成为科学研究领域的重大机遇和挑战，将对实际蓝光区域的器件应用具有重要的促进作用，而这一应用的重要前提就是如何有效地提高砸化镉量子点在可见光区的荧光效率。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:克服【背景技术】存在的问题和缺陷，提供一种有效地提高砸化镉量子点荧光效率的方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种提高砸化镉量子点荧光效率的方法，其特征在于，以脂肪酸为配体，将洗净后的砸化镉量子点与脂肪酸均匀混合，混合后砸化镉量子点在脂肪酸中的浓度为3-10克/升，利用对称式金刚石对顶砧压机对样品进行持续加压至3.2-4.2GPa，砸化镉量子点的荧光强度即提高10-30倍。
[0006]本发明的一种提高砸化镉量子点荧光效率的方法中，所述的脂肪酸优选油酸、硬脂酸或豆蔻酸。
[0007]本发明的一种提尚砸化锦量子点焚光效率的方法中，所述的砸化锦量子点的粒径优选 2.5nm_4.8nm0
[0008]本发明的方法的关键在于能够通过控制施加的外界压力，压力是独立于温度和组分的热力学变量，可以有效地改变材料的原子排布、电子结构和原子(分子)间的相互作用。压力增加过程中，由于砸化镉量子点以油酸等脂肪酸为配体，通过施加的外界压力对配体自身能带和有机无机界面的调控作用，实现有效地提高砸化镉量子点的荧光效率。对样品进行持续加压至3.2-4.2GPa时，砸化镉量子点的荧光强度随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的10-30倍。
[0009]综上，本发明具有以下有益效果:
[0010]1、本发明的方法可使砸化镉量子点的荧光效率大幅度提高10-30倍。
[0011]2、本发明具有较好的可重复性，对于压力下的高效率光压传感器和可见光区压力可调的半导体激光器具有重要的应用价值和科学意义。
[0012]3、本发明的方法过程简单、室温操作、发光峰位和强度可调。
[0013]4、本发明利用高压对砸化镉量子点的能带的调制实现砸化镉量子点的发光峰位的调控，对于砸化镉量子点的荧光在可见光谱和蓝光波段的连续可调具有重要的参考价值。
【附图说明】
[0014]图1是金刚石对顶砧压机及原位高压测试示意图。
[0015]图2是压力下添加油酸为配体的4.Snm的红光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化曲线(实施例1)。
[0016]图3是压力下添加油酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化曲线(实施例2)。
[0017]图4是压力下添加油酸为配体的3.0nm的绿光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化曲线(实施例3)。
[0018]图5是压力下添加油酸为配体的2.5nm的蓝光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化曲线(实施例4)。
[0019]图6是压力下添加油酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化第一次循环曲线(实施例5)。
[0020]图7是压力下添加油酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化第二次循环曲线(实施例5)。
[0021]图8是压力下添加油酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液的荧光强度和峰位的变化第三次循环曲线(实施例5)。
[0022]图9是压力下添加硬脂酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液的荧光强度的变化曲线(实施例6)。
[0023]图10是压力下添加豆蔻酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液的荧光强度的变化曲线(实施例7)。
【具体实施方式】
[0024]现结合下列实施例进一步说明本发明的工作过程。
[0025]实施例1
[0026]如图1所示，为产生压力的对称式金刚石对顶砧装置示意图，金刚石砧面大小为400μ??，密封垫采用Τ301不锈钢片。将以油酸为配体的4.8nm的红光砸化镉量子点溶液(浓度为6.5g/L)放入金刚石对顶砧的样品腔中，调节金刚石对顶砧对样品逐渐加压至3.2GPa，同时利用光纤光谱仪测试砸化镉量子点的荧光信号，结果如图2所示，砸化镉量子点的荧光峰位逐渐从640nm左右红移至大约61nm(红光)，发光强度也随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的15倍左右，有效地提高了砸化镉量子点在红光波段的荧光效率。
[0027]实施例2
[0028]将以油酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液(浓度为5g/L)放入金刚石对顶砧的样品腔中，调节金刚石对顶砧对样品逐渐加压至3.5GPa，同时利用光纤光谱仪测试砸化镉量子点的荧光信号，结果如图3所示，砸化镉量子点的荧光峰位逐渐从600nm左右红移至大约560nm(黄光)，发光强度也随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的12倍左右，有效地提高了砸化镉量子点在橙黄光波段的荧光效率。并且，金刚石压砧中的砸化镉量子点溶液在波长为405nm的激光激发下，其发光亮度也逐渐增强。
[0029]实施例3
[0030]将以油酸为配体的3.0nm的绿光砸化镉量子点溶液(浓度为4g/L)放入金刚石对顶砧的样品腔中，调节金刚石对顶砧对样品逐渐加压至4.0GPa，同时利用光纤光谱仪测试砸化镉量子点的荧光信号，结果如图4所示，砸化镉量子点的荧光峰位逐渐从550nm左右红移至大约520nm(绿光)，发光强度也随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的11倍左右，有效地提高了砸化镉量子点在绿光波段的荧光效率。并且，金刚石压砧中的砸化镉量子点溶液在波长为405nm的激光激发下，其发光亮度也逐渐增强。
[0031 ] 实施例4
[0032]将以油酸为配体的2.5nm的蓝光砸化镉量子点溶液(浓度为4g/L)放入金刚石对顶砧的样品腔中，调节金刚石对顶砧对样品逐渐加压至4.2GPa，同时利用光纤光谱仪测试砸化镉量子点的荧光信号，结果如图5所示，砸化镉量子点的荧光峰位逐渐从505nm左右红移至大约470nm(蓝光)，发光强度也随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的11倍左右，有效地提高了砸化镉量子点在蓝光波段的荧光效率。并且，金刚石压砧中的砸化镉量子点溶液在波长为405nm的激光激发下，其发光亮度也逐渐增强。
[0033]实施例5
[0034]以油酸包覆的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液为例，研究其压力下荧光强度和峰位的变化及其可重复性。将以油酸为配体的3.5nm的橙黄光砸化镉量子点溶液(浓度为3g/L)放入金刚石对顶砧的样品腔中，反复3次进行“调节金刚石对顶砧对样品逐渐加压至
3.3GPa，同时利用光纤光谱仪测试砸化镉量子点的荧光信号，然后将金刚石对顶砧卸压”的操作，3次循环中测得的砸化镉量子点的荧光强度和峰位变化曲线如图6-8所示，从中可以看到，经过三次“加压一卸压一加压一卸压”的循环之后，仍然可以观察到压力诱导荧光增强的现象，并且峰位随压力蓝移连续可调，表明本方法对于本研究对象而言具有较好的可重复性。
[0035]实施例6
[0036]本发明进一步探索了除了油酸之外的其它脂肪酸对于砸化镉量子点溶液的压力诱导荧光增强是否具有同样的影响。对添加硬脂酸包覆的CdSe量子点溶液(浓度为10g/L)进行加压，压力逐渐加至3.5GPa左右，测得的荧光强度变化曲线如图9所示，从中可以看到，砸化镉量子点的发光峰位逐渐从610nm左右蓝移至大约580nm，其发光强度随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的近乎30倍，有效地提高了砸化镉量子点在红光波段的荧光效率。表明硬脂酸同样对压力下砸化镉量子点的荧光增强具有重要作用。
[0037]实施例7
[0038]对添加豆蔻酸包覆的CdSe量子点溶液(浓度为8.5g/L)进行加压，压力逐渐加至3.0GPa，测得的荧光强度变化曲线如图10所示，从中可以看到，砸化镉量子点的发光峰位逐渐从600nm左右蓝移至大约570nm，其发光强度随压力逐渐增强，最高强度为原始强度的近乎25倍，有效地提尚了砸化锦量子点的焚光效率。表明蔻酸同样也对压力下砸化锦量子点的荧光增强具有重要作用。
[0039]由以上各实施例可以看出，添加油酸、硬脂酸和豆蔻酸等脂肪酸作为砸化镉量子点的配体，并利用金刚石对顶砧产生的压力对其混合溶液进行加压，可有效地提高砸化镉量子点的荧光效率，操作简单，且重复性良好，本发明对于压力下的高效率光压传感器和可见光区压力可调的半导体激光器具有重要的应用价值和科学意义。
【主权项】
1.一种提高砸化镉量子点荧光效率的方法，其特征在于，以脂肪酸为配体，将洗净后的砸化镉量子点与脂肪酸均匀混合，混合后砸化镉量子点在脂肪酸中的浓度为3-10克/升，利用对称式金刚石对顶砧压机对样品进行持续加压至3.2-4.2GPa，砸化镉量子点的荧光强度即提高10-30倍。2.根据权利要求1所述的一种提高砸化镉量子点荧光效率的方法，其特征在于，所述的脂肪酸是油酸、硬脂酸或豆蔻酸。3.根据权利要求1或2所述的一种提高砸化镉量子点荧光效率的方法，所述的砸化镉量子点的粒径为2.5nm-4.8nm。
【文档编号】C09K11/06GK105950152SQ201610464465
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】肖冠军, 邹勃
【申请人】吉林大学