CN108192619A - 一种金/二氧化硅核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法 - Google Patents
一种金/二氧化硅核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,利用简单的旋涂成膜工艺技术,在ITO玻璃衬底上,以金核作为等离子激元增强中心,以SiO2壳作为隔离层,以CdSe半导体量子点作为光致发光中心、旋涂形成金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合发光层,再通过有机物旋涂、封装工艺,最终制备出金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合发光薄膜。本发明制备方法新颖,制作成本低,制备工艺简单。其中,利用金/SiO2壳核结构纳米颗粒在外界电场作用下等离子体激元增强效应,改变其下面半导体量子点周围电场分布和强度,最终提升半导体量子点薄膜的发光性能。
Description
技术领域
本发明属于光电材料与器件领域,具体涉及一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展与社会的进步,人们的信息交流、传递等方式也有一定程度的改变。平板显示与发光器件作为信息交换、传递的主要媒介,现已成为众多科学家争相研究的热点。量子点通过电致发光或光致发光,能够发射出纯净光线,显著增强色彩显示效果,同时降低显示器能耗。它作为一种最有可能实现实应用化的下一代显示技术,在平板显示和发光等领域起着至关重要的作用。然而,截至目前为止,量子点光学膜基本上都是采用简单的半导体量子点作为光致发光层,仍然存在发光效率和发光强度不高的情况。为了进一步增强量子点的发光强度,要么制备出量子产率更高的半导体量子点材料,要么进一步提升激发光源利用效率。对于前者,目前受量子点发光材料本身的特性限制,提升量子点发光材料的量子产率有一定的难度,必须要寻找新的突破口。
为了进一步改善传统的半导体量子点光致发光光学薄膜发光强度和发光效率等问题,科学家们利用贵金属如金等离子体激元增强效应来提升半导体量子点周围的光场强度,从而有效提升激发光源的利用效率,使得半导体量子点发光膜整体发光强度和发光效率提升,这为改善半导体量子点发光薄膜的整体发光性能开辟了另一新的研究方向和可能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷,提供一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,本发明制备方法新颖,制作成本低,制备工艺简单,成为提高半导体量子点处光场强度、提升激发光利用效率,最终提升半导体量子点发光光学膜整体性能的有效方法。
本发明采用如下技术方案实现:一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤S1:选取一ITO玻璃作为发光器件衬底,所述ITO玻璃包括一玻璃衬底和覆盖玻璃衬底的ITO薄膜;
步骤S2:制备CdSe量子点胶体溶液,将制得的半导体量子点作为光致发光中心,旋涂成膜;
步骤S3:制备金/SiO2核壳结构的纳米颗粒、纳米棒或其他形貌的微粒,将得到的Au核作为等离子激元增强中心,将Au核外包的SiO2壳层作为绝缘层;
步骤S4:利用旋涂工艺在ITO玻璃表面旋涂Au/SiO2核壳结构纳米微粒;
步骤S5:通过有机物旋涂与利用PMMA或PI等有机物的封装技术固定上述的发光层,形成Au/SiO2核壳量子点-半导体量子点复合发光膜。
进一步地,所述步骤S2具体包括以下步骤:
步骤S21:制备Se的前驱体:将Se粉溶解在三正辛基膦(TTP)中,通过搅拌加热的方式制得前驱体溶液;
步骤S22:制备CdSe量子点溶液:将一定量的CdO、油酸、十八烯在烧瓶中,利用阶梯热处理所述溶液,再将上述的Se前驱体溶液加进烧瓶中加热,经过多次离心、清洗制得CdSe量子点溶液旋涂成膜。
较佳的,其中所述Se前驱体溶液制备温度为50-80℃;Cd前驱体溶液制备第一温度为120-160℃,加热时间为10-30min;Cd前驱体溶液制备第二温度为260-320℃,加热时间为3-6min;混合溶液加热时间为1-60min;将制备好的量子点溶液溶解到正己烷中,加入过量甲醇(体积2-5倍)超声清洗,循环操作4-6次。
进一步地,所述步骤S3具体包括以下步骤:
步骤S31:制备金核胶体溶液和金/SiO2核壳结构纳米颗粒溶液:将包括氯金酸和柠檬酸钠配置成溶液依次加进容量瓶中混合,通过搅拌加热等手段制得金核胶体;将少量上述的金核胶体溶液于微量的3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、硅酸钠溶液混合,通过搅拌、加热等手段生长SiO2外壳,可利用稀释和高速离心的方式清洗溶液中的硅、钠杂质,通过多次离心最后将Au/SiO2核壳纳米微粒分散到去离子水中得到Au/SiO2核壳纳米微粒溶液。
步骤S32:制备金纳米棒溶液和金/SiO2核壳结构纳米棒溶液:将一定体积的氯金酸溶液、CTAB溶液和硼氢化钠溶液混合搅拌一定时间制得金种,再将一定浓度体积的CTAB溶液、硝酸银溶液、氯金酸溶液混合搅拌一定时间,最后加入一定体积的抗坏血酸溶液和上述金种溶液搅拌静置一定时间制得金纳米棒溶液;取一定体积的TEOS乙醇溶液加进上述的金纳米棒溶液中长壳,快速搅拌一定时间后静置,最后将溶液分散到去离子水中离心清洗以得到金/SiO2核壳结构纳米棒溶液。
较佳的,其中所述步骤S31中氯金酸溶液和柠檬酸钠溶液体积的比例为100-220:1,金核胶体溶液、3-氨基丙基-三甲氧基硅烷溶液、硅酸钠溶液的体积比为20-40:0.3-0.5:2.5-3.2;混合溶液加热保持温度为95-105℃,加热时间为20-120min;按溶液:去离子水=0.8-1.5:1的比例稀释溶液,在8000-12000rpm的转速下离心清洗溶液2-4次;所述步骤S32中氯金酸溶液、CTAB溶液和硼氢化钠溶液的体积比为2-3:450-500:25-30,搅拌时间5-10min;CTAB溶液、硝酸银溶液、氯金酸溶液的体积比为450-550:4.5-5:5-6;抗坏血酸溶液和金种溶液的体积比为5:7-9,搅拌时间为1-2min,静置时间2-4h;TEOS乙醇溶液与金纳米棒溶液的体积比为38-110:500,搅拌时间为2-4h,静置时间约24h;
进一步地,所述步骤S4中制备Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层的具体方法为:将ITO玻璃衬底采用无水乙醇溶液清洗擦拭1-3分钟,再用去离子水清洗2-3次,并采用旋涂工艺将所述步骤S3中制备的Au/SiO2壳核纳米微粒溶液旋涂成膜,在ITO玻璃的ITO薄膜表面形成一层Au/SiO2壳核纳米微粒-半导体量子点CdSe复合发光层,制得覆盖Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层的ITO玻璃样片。
较佳的,所述ITO玻璃衬底面积为1cm×1cm;金/SiO2核壳纳米微粒溶液旋涂工艺转数为1000-5000rpm,旋涂时间为2-8min;热退火时间为10-60min。
进一步地,所述步骤S5的具体方法为:将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂在ITO玻璃样片的Au/SiO2壳核纳米微粒-半导体量子点CdSe复合发光层表面成膜,并采用阶梯温度热处理方式进行退火处理,得到Au/SiO2壳核纳米微粒-半导体量子点CdSe复合发光膜。
较佳的,所述步骤S5中阶梯温度热处理方式为:120℃/1h,180℃/1h;旋涂转速在1500-5000rpm。
与现有技术相比,本发明制备方法新颖,制作成本低,制备工艺简单。其中,利用金/SiO2壳核结构纳米颗粒在外界电场作用下等离子体激元增强效应,改变其下面半导体量子点周围电场分布和强度,从而提升半导体量子点薄膜的发光性能,最终提升这种金/SiO2壳核微结构与半导体量子点复合发光膜的发光性能。
附图说明
图1为ITO玻璃衬底结构示意图。
图2为涂覆了CdSe量子点发光层后的ITO玻璃衬底结构示意图。
图3为涂覆了Au/SiO2核壳结构纳米微粒和CdSe量子点复合层后的ITO玻璃衬底结构示意图。
图4为封装后的Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层结构示意图。
图5为Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜的工作原理示意图。
标号说明:1为玻璃衬底,2为ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层,6为辐射光方向。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
实施例一。
(1)称量8mg 的Se 粉,溶解在3ml 三正辛基膦中,60℃下剧烈搅拌,制备得到Se的前驱体。
(2)称取51.2mg CdO, 6.5ml 油酸,20ml 十八烯加入三颈烧瓶加热至150℃,维持20min。然后再升温至300℃,并保持5min。然后迅速将制备好的Se 前驱体注入三颈烧瓶内。注入Se 前驱体的之后,开始计时1min取出样品,制备得到量子点。
(3)将制备好的量子点溶解在正己烷中,再加入2倍体积的甲醇超声分散后,溶液出现明显分层现象。离心管在超声机中超声10min。将上层的带量子点溶液提取出来,继续加入三倍体积于正己烷的甲醇,超声、提取,如此操作5 次之后,将提取出的量子点溶液加入三倍体积于正己烷的异丙醇中以 6000r/min的转速离心5min;如此制得量子点溶液后利用旋涂工艺在ITO玻璃上成膜。
(4)用量筒量取200ml的氯金酸加进的圆底烧瓶中搅拌加热至沸腾;称量0.014g柠檬酸钠加1.4ml去离子水制成柠檬酸钠溶液,用针筒快速加进上述烧瓶中;持续加热溶液使沸腾30min,水浴或者冰水浴冷却溶液到室温。
(5)用量筒取30ml 上述冷却溶液于三口烧瓶中,用移液枪加0.4ml APTMS搅拌15min;用移液枪加入3.2ml的硅酸钠溶液于室温下搅拌3min;用加热套把溶液进行90℃加热,插入温度计对温度进行控制,搅拌60min;室温下离心四个试管,转速为10000rpm10min;溶液分层,取出上层浮液加入1.5ml 去离子水使纳米微粒分散,再离心15min,用胶头滴管取出上层浮液以得到干净的金/SiO2核壳结构的微粒纳米颗粒。
(6)将5ml的0.2M的CTAB 溶液与5ml的0.0005M的氯金酸溶液混合搅拌2分钟,接着加入0.6ml的冰的0.01M的硼氢化钠溶液,形成棕黄色溶液。对金种溶液强力搅拌3min,室温下保存。将5ml的0.2M的CTAB溶液加进0.1ml的0.004M的硝酸银溶液中,接着加入5ml的0.001M的氯金酸溶液,轻微混合溶液后加进70ul的0.0788M的抗坏血酸溶液。当溶液变透明时中加入12ul的上文中的金种溶液,将溶液静置4小时制得金纳米棒溶液。
(7)取上述15ml金纳米棒溶液在10000rpm的转速下离心30分钟,所得沉淀重新分散到10ml的去离子水中。将30ul的20%的TEOS乙醇溶液加进金纳米棒溶液中,以800rpm的转速搅拌2h。将溶液静置24h得到金/SiO2核壳结构纳米棒溶液。
(8)取1cm×1cm大小ITO衬底,如图1所示,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜。将该ITO玻璃衬底用无水乙醇溶液清洗2分钟,再用去离子水清洗2次,并采用2000rpm转速、40s旋涂时间将事先制备Au/SiO2核壳结构纳米微粒旋涂到清洗后的ITO玻璃衬底上,在ITO表面形成一层Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层,制备得到Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层覆盖的ITO玻璃样片;图3为涂覆了Au/SiO2核壳结构纳米微粒和CdSe量子点复合层后的ITO玻璃衬底结构示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒。
(9)采用1000rpm转速、60s旋涂时间将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂到已经制备了Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层的ITO玻璃样片上,并经过相应的热处理,在Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层上形成一层有机绝缘隔封装保护层;图4为封装后的Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜结构示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层;图5为Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜的工作原理示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层,6为辐照光方向。
实施例二。
(1)称量10mg 的Se 粉,溶解在4ml 三正辛基膦中,65℃下剧烈搅拌,制备得到Se的前驱体。
(2)称取56.6mg CdO, 7.4ml 油酸,25ml 十八烯加入三颈烧瓶加热至150℃,维持30min。然后再升温至290℃,并保持8min。然后迅速将制备好的Se 前驱体注入三颈烧瓶内。注入Se 前驱体的之后,开始计时3min取出样品,制备得到量子点。
(3)将制备好的量子点溶解在正己烷中,再加入3倍体积的甲醇超声分散后,溶液出现明显分层现象。离心管在超声机中超声105min。将上层的带量子点溶液提取出来,继续加入四倍体积于正己烷的甲醇,超声、提取,如此操作5 次之后,将提取出的量子点溶液加入四倍体积于正己烷的异丙醇中以 5000r/min的转速离心10min;如此制得量子点溶液后利用旋涂工艺在ITO玻璃上成膜。
(4)用量筒量取150ml的氯金酸加进的圆底烧瓶中搅拌加热至沸腾;称量0.010g柠檬酸钠加1ml去离子水制成柠檬酸钠溶液,用针筒快速加进上述烧瓶中;持续加热溶液使沸腾30min,水浴或者冰水浴冷却溶液到室温。
(5)用量筒取30ml 上述冷却溶液于三口烧瓶中,用移液枪加0.4ml APTMS搅拌10min;用移液枪加入3ml的硅酸钠溶液于室温下搅拌3min;用加热套把溶液进行85℃加热,插入温度计对温度进行控制,搅拌40min;室温下离心四个试管,转速为9000rpm 12min;溶液分层,取出上层浮液加入2ml 去离子水使纳米微粒分散,再离心20min,用胶头滴管取出上层浮液以得到干净的金/SiO2核壳结构的纳米颗粒。
(6)将5ml的0.2M的CTAB 溶液与5ml的0.0005M的氯金酸溶液混合搅拌2分钟,接着加入0.6ml的冰的0.01M的硼氢化钠溶液,形成棕黄色溶液。对金种溶液强力搅拌3min,室温下保存。将5ml的0.2M的CTAB溶液加进0.15ml的0.004M的硝酸银溶液中,接着加入5ml的0.001M的氯金酸溶液,轻微混合溶液后加进80ul的0.0788M的抗坏血酸溶液。当溶液变透明时中加入16ul的上文中的金种溶液,将溶液静置6小时制得金纳米棒溶液。
(7)取上述15ml金纳米棒溶液在10000rpm的转速下离心30分钟,所得沉淀重新分散到10ml的去离子水中。将35ul的20%的TEOS乙醇溶液加进金纳米棒溶液中,以800rpm的转速搅拌3h。将溶液静置24h得到金/SiO2核壳结构纳米棒溶液。
(8)取1cm×1cm大小ITO衬底,如图1所示,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜。将该ITO玻璃衬底用无水乙醇溶液清洗2分钟,再用去离子水清洗2次,并采用1500rpm转速、60s旋涂时间将事先制备Au/SiO2核壳结构纳米微粒旋涂到清洗后的ITO玻璃衬底上,在ITO表面形成一层Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层,制备得到Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层覆盖的ITO玻璃样片;图3为涂覆了Au/SiO2核壳结构纳米微粒和CdSe量子点复合层后的ITO玻璃衬底结构示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒。
(9)采用2000rpm转速、30s旋涂时间将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂到已经制备了Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层的ITO玻璃样片上,并经过相应的热处理,在Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层上形成一层有机绝缘隔封装保护层;图4为封装后的Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜结构示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层;图5为Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜的工作原理示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层,6为辐照光方向。
实施例三。
(1)称量5mg 的Se 粉,溶解在2ml 三正辛基膦中,60℃下剧烈搅拌,制备得到Se的前驱体。
(2)称取41.3mg CdO, 4.2ml 油酸,16ml 十八烯加入三颈烧瓶加热至150℃,维持10min。然后再升温至300℃,并保持5min。然后迅速将制备好的Se 前驱体注入三颈烧瓶内。注入Se 前驱体的之后,开始计时10min取出样品,制备得到量子点。
(3)将制备好的量子点溶解在正己烷中,再加入5倍体积的甲醇超声分散后,溶液出现明显分层现象。离心管在超声机中超声2min。将上层的带量子点溶液提取出来,继续加入五倍体积于正己烷的甲醇,超声、提取,如此操作5 次之后,将提取出的量子点溶液加入五倍体积于正己烷的异丙醇中以 8000r/min的转速离心5min;如此制得量子点溶液后利用旋涂工艺在ITO玻璃上成膜。
(4)用量筒量取100ml的氯金酸加进的圆底烧瓶中搅拌加热至沸腾;称量0.005g柠檬酸钠加0.5ml去离子水制成柠檬酸钠溶液,用针筒快速加进上述烧瓶中;持续加热溶液使沸腾20min,水浴或者冰水浴冷却溶液到室温。
(5)用量筒取20ml 上述冷却溶液于三口烧瓶中,用移液枪加0.3ml APTMS搅拌5min;用移液枪加入2.8ml的硅酸钠溶液于室温下搅拌3min;用加热套把溶液进行90℃加热,插入温度计对温度进行控制,搅拌20min;室温下离心四个试管,转速为8000rpm 30min;溶液分层,取出上层浮液加入5ml 去离子水使纳米微粒分散,再离心25min,用胶头滴管取出上层浮液以得到干净的金/SiO2核壳结构的纳米颗粒。
(6)将5ml的0.2M的CTAB 溶液与5ml的0.0005M的氯金酸溶液混合搅拌2分钟,接着加入0.6ml的冰的0.01M的硼氢化钠溶液,形成棕黄色溶液。对金种溶液强力搅拌3min,室温下保存。将5ml的0.2M的CTAB溶液加进0.2ml的0.004M的硝酸银溶液中,接着加入5ml的0.001M的氯金酸溶液,轻微混合溶液后加进70ul的0.0788M的抗坏血酸溶液。当溶液变透明时中加入18ul的上文中的金种溶液,将溶液静置6小时制得金纳米。
(7)取上述15ml金纳米棒溶液在10000rpm的转速下离心30分钟,所得沉淀重新分散到10ml的去离子水中。将50ul的20%的TEOS乙醇溶液加进金纳米棒溶液中,以800rpm的转速搅拌4h。将溶液静置24h得到金/SiO2核壳结构纳米棒溶液。
(8)取1cm×1cm大小ITO衬底,如图1所示,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜。将该ITO玻璃衬底用无水乙醇溶液清洗2分钟,再用去离子水清洗2次,并采用1500rpm转速、60s旋涂时间将事先制备Au/SiO2核壳结构纳米微粒旋涂到清洗后的ITO玻璃衬底上,在ITO表面形成一层Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层,制备得到Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层覆盖的ITO玻璃样片;图3为涂覆了Au/SiO2核壳结构纳米微粒和CdSe量子点复合层后的ITO玻璃衬底结构示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒。
(9)采用3000rpm转速、30s旋涂时间将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂到已经制备了Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层的ITO玻璃样片上,并经过相应的热处理,在Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体量子点CdSe复合层上形成一层有机绝缘隔封装保护层;图4为封装后的Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜结构示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层;图5为Au/SiO2核壳结构纳米微粒-半导体CdSe量子点复合发光膜的工作原理示意图,其中1为玻璃衬底,2为玻璃表面的ITO薄膜,3为半导体CdSe量子点,4为涂覆的Au/SiO2核壳结构纳米微粒,5为有机绝缘封装层,6为辐照光方向。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:
步骤S1:选取一ITO玻璃作为发光器件衬底,所述ITO玻璃包括一玻璃衬底和覆盖玻璃衬底的ITO薄膜;
步骤S2:制备CdSe量子点胶体溶液,将制得的半导体量子点作为光致发光中心,旋涂成膜;
步骤S3:制备金/SiO2核壳结构的纳米颗粒、纳米棒或其他形貌的微粒,将得到的Au核作为等离子激元增强中心,将Au核外包的SiO2壳层作为绝缘层;
步骤S4:利用旋涂工艺在ITO玻璃表面旋涂Au/SiO2核壳结构纳米微粒;
步骤S5:通过有机物旋涂与利用PMMA或PI有机物的封装技术固定上述的发光层,形成Au/SiO2核壳量子点-半导体量子点复合发光膜。
2.根据权利要求1所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S2具体包括以下步骤:
步骤S21:制备Se的前驱体:将Se粉溶解在三正辛基膦中,通过搅拌加热的方式制得前驱体溶液;
步骤S22:制备CdSe量子点溶液:将CdO、油酸、十八烯在烧瓶中,利用阶梯热处理所述溶液,再将上述的Se前驱体溶液加进烧瓶中加热,经过多次离心、清洗制得CdSe量子点溶液旋涂成膜。
3.根据权利要求1所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S3具体包括以下步骤:
步骤S31:制备金核胶体溶液和金/SiO2核壳结构纳米颗粒溶液:将包括氯金酸和柠檬酸钠配置成溶液依次加进容量瓶中混合,通过搅拌加热等手段制得金核胶体;将上述的金核胶体溶液于3-氨基丙基-三甲氧基硅烷、硅酸钠溶液混合,通过搅拌、加热手段生长SiO2外壳,可利用稀释和高速离心的方式清洗溶液中的硅、钠杂质,通过离心最后将Au/SiO2核壳纳米微粒分散到去离子水中得到Au/SiO2核壳纳米微粒溶液;
步骤S32:制备金纳米棒溶液和金/SiO2核壳结构纳米棒溶液:将氯金酸溶液、CTAB溶液和硼氢化钠溶液混合搅拌制得金种,再将CTAB溶液、硝酸银溶液、氯金酸溶液混合搅拌一定时间,最后加入抗坏血酸溶液和上述金种溶液搅拌静置制得金纳米棒溶液;取TEOS乙醇溶液加进上述的金纳米棒溶液中长壳,快速搅拌后静置,最后将溶液分散到去离子水中离心清洗以得到金/SiO2核壳结构纳米棒溶液。
4.根据权利要求1所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S4中制备Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层的具体方法为:将ITO玻璃衬底采用无水乙醇溶液清洗擦拭1-3分钟,再用去离子水清洗2-3次,并采用旋涂工艺将所述步骤S3中制备的Au/SiO2壳核纳米微粒溶液旋涂成膜,在ITO玻璃的ITO薄膜表面形成一层Au/SiO2壳核纳米微粒-半导体量子点CdSe复合发光层,制得覆盖Au/SiO2核壳结构纳米微粒和半导体量子点复合发光层的ITO玻璃样片。
5.根据权利要求1所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S5的具体方法为:将聚甲基丙烯酸甲酯溶液旋涂在ITO玻璃样片的Au/SiO2壳核纳米微粒-半导体量子点CdSe复合发光层表面成膜,并采用阶梯温度热处理方式进行退火处理,得到Au/SiO2壳核纳米微粒-半导体量子点CdSe复合发光膜。
6.根据权利要求2所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述Se前驱体溶液制备温度为50-80℃;Cd前驱体溶液制备第一温度为120-160℃,加热时间为10-30min;Cd前驱体溶液制备第二温度为260-320℃,加热时间为3-6min;混合溶液加热时间为1-60min;将制备好的量子点溶液溶解到正己烷中,加入2-5倍体积量的甲醇超声清洗,循环操作4-6次。
7.根据权利要求3所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S31中氯金酸溶液和柠檬酸钠溶液体积的比例为100-220:1,金核胶体溶液、3-氨基丙基-三甲氧基硅烷溶液、硅酸钠溶液的体积比为20-40:0.3-0.5:2.5-3.2;混合溶液加热保持温度为95-105℃,加热时间为20-120min;按溶液:去离子水=0.8-1.5:1的比例稀释溶液,在8000-12000rpm的转速下离心清洗溶液2-4次;所述步骤S32中氯金酸溶液、CTAB溶液和硼氢化钠溶液的体积比为2-3:450-500:25-30,搅拌时间10-20min;CTAB溶液、硝酸银溶液、氯金酸溶液的体积比为450-550:4.5-5:5-6;抗坏血酸溶液和金种溶液的体积比为5:7-9,搅拌时间为1-2min,静置时间2-4h;TEOS乙醇溶液与金纳米棒溶液的体积比为38-110:500,搅拌时间为2-4h,静置时间约24h。
8.根据权利要求4所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述ITO玻璃衬底面积为1cm×1cm;金/SiO2核壳纳米微粒溶液旋涂工艺转数为1000-5000rpm,旋涂时间为2-8min;热退火时间为10-60min。
9.根据权利要求5所述的一种金/SiO2核壳微结构与半导体量子点复合量子点发光薄膜的制备方法,其特征在于:所述步骤S5中阶梯温度热处理方式为:120℃/1h,180℃/1h;旋涂转速在1500-5000rpm。
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