CN111978962A - 一种用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备，涉及新能源技术领域，能够克服在传统湿法制造工艺中的缺陷，以便于推进量子点产业化和大规模应用。本发明包括：将样品(2)放入石英腔体(26)内，启动真空泵(24)对石英腔体(26)抽真空，向石英腔体(26)输入‑SeH有机物气体作为‑SeH等离子气体源，启动激光加工头(1)扫描样品(2)的表面，向石英腔体(26)输入驱体气体，并启动激光加工头(1)扫描样品(2)的表面进行加热，向石英腔体(26)输入Se源前驱体，启动激光加工头(1)加热样品(2)的表面，使表面吸附的源前驱体与输入的Se源前驱体发生化学反应，生成量子点阵列。本发明适用于硒化物量子点制造。

Description

一种用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备。

背景技术

量子点敏化太阳能电池(Quantum Dot-SensiPbzed Solar cells,QDSCs)是一种具有极大发展和研究前景的新型太阳能电池。QDSCs利用量子点具有光谱吸收强、尺寸可调和多激子效应等优点,能够显著提高其光电转换效率[Journal of Materials ChemistryA,2014,2(48):2807–2813]。

并且，作为一种新型纳米材料，金属硫族化合物量子点受到光的刺激后，不同尺寸的量子点可以激发出不同颜色的光线，这种简单、精确的尺寸和发光颜色调控关系，使该类量子点在新型量子点显示技术领域有重要应用价值，另外，由于尺寸效应，该类量子点的析氢过电位得到进一步下降，电流密度得到增强，催化析氢性能得到明显提高，这对氢气新能源的利用，改善能源结构具有重要意义。属于新能源以及新材料领域都需关注并发展的对象。这其中，硒化物量子点的性能优异，例如硒化锌(ZnSe)、硒化铅(PbSe)和硒化镉(CdSe)量子点的加工工艺，则成为了需要重点攻关的课题。然而，伴随其优异性能的是制造工艺复杂，精度低，不利于低成本、大面积的商业应用需求，目前，仍缺少合适的制造方法。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备，能够克服在传统湿法制造工艺中的缺陷，以便于推进量子点产业化和大规模应用。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供的方法，包括：

步骤S01，将样品(2)放入石英腔体(26)内，启动真空泵(24)对石英腔体(26)抽真空；

步骤S02，向石英腔体(26)输入-SeH有机物气体作为-SeH等离子气体源；

步骤S03，启动激光加工头(1)扫描样品(2)的表面；

步骤S04，启动激光加工头(1)再次对样品(2)的表面进行扫描；

步骤S05，向石英腔体(26)输入前驱体气体，并启动激光加工头(1)扫描样品(2)的表面进行加热，其中，所述前驱体气体包括：Zn源前驱体、Pb源前驱体或Cd源前驱体中的任意一项；

步骤S06，向石英腔体(26)输入Se源前驱体，启动激光加工头(1)加热样品(2)的表面，使表面吸附的源前驱体与输入的Se源前驱体发生化学反应，生成量子点阵列。

第二方面，本发明的实施例提供的装置，包括：

激光加工头(1)、样品(2)、等离子体线圈(3)、密封法兰(23)、真空泵(24)、P6真空计(25)和石英腔体(26)；

石英腔体(26)由适应玻璃管中间的空间形成，2个密封法兰(23)分别固定在玻璃管的两端，密封法兰(23)与玻璃管之间密封安装；

激光加工头(1)与激光器相连，并且激光加工头(1)竖直向下指向样品(2)，以便于激光加工头(1)射出的激光透过玻璃向石英腔体(26)中的样品(2)照射；

石英腔体(26)外表面缠绕安装有等离子体线圈(3)；

石英腔体(26)通过密封法兰(23)接入了五条管路，各个管路分别输送不同类别的气体；

石英腔体(26)接入真空泵(24)，尾气处理装置与真空泵(24)相连的。

本发明实施例提供的用于硒化物量子点的绿色制造方法及设备，提供一种制造硒化物(ZnSe、PbSe、CdSe)量子点的工艺方法，克服在传统湿法制造工艺中，工艺复杂、制造非原位、制造过程无法精确控制、污染环境等问题，推进这些量子点产业化和大规模应用。通过直接在基底样品表面绿色制造硒化物量子点，对样品表面硒醇基官能团的精确接枝和修剪，实现硒化物量子点的精确制造，克服在传统湿法制造工艺中，制造非原位、制造过程无法精确控制、需复杂后处理等问题。另外，在制造过程中，所有工艺步骤均在密闭腔体内进行，可以避免污染环境，因此本发明提供的这种高精度、低成本、绿色的硒化物量子点制造方案，适合产业化和大规模应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实现本发明绿色制造硒化物量子点工艺方法的设备示意图；

图2是本发明绿色制造硒化物量子点工艺方法的示意图；

图3是本发明所制造量子点阵列的示意图；

附图中的各个标注分别表示：

1-激光加工头、2-样品、3-等离子体线圈、4-V2气动阀、5-P2真空计、6-P1真空计、7-V1气动阀、8-第一针阀、9-第二针阀、10-Zn源前驱体瓶、11-第三针阀、12-P3真空计、13-Pb源前驱体瓶、14-P4真空计、15-第四针阀、16-Cd源前驱体瓶、17-第五针阀、18-Se源前驱体瓶、19-V5气动阀、20-P5真空计、21-V4气动阀、22-V3气动阀、23-密封法兰、24-真空泵、25-P6真空计、26-石英腔体。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

在目前的现有方案中，往往存在制造非原位、需要转移、精度低、后处理复杂、无法大规模推广和应用等缺陷。例如：湿法制备ZnSe、CdSe、PbSe量子点的方法中，通过向Zn和Cd盐溶液宗加入SeO₂，然后油浴加热，反应生成ZnSe、CdSe量子点溶液，这种湿法制造是非原位制造，存在制造精度低，后续的应用需要经过复杂的离心、过滤、烘干、转移等工序，不适合低成本的产业化应用。总的来说，现有的ZnO、PbO₂和CdO量子点的制造工艺，依旧主要应用在实验室中，存在的制造非原位、需要转移、精度低、后处理复杂、无法大规模推广和应用等缺陷。而本实施例的设计目的即在于解决上述问题。

作为一种新型纳米材料，金属硫族化合物量子点受到光的刺激后，不同尺寸的量子点可以激发出不同颜色的光线，这种简单、精确的尺寸和发光颜色调控关系，使该类量子点在新型量子点显示技术领域有重要应用价值，另外，由于尺寸效应，该类量子点的析氢过电位得到进一步下降，电流密度得到增强，催化析氢性能得到明显提高，这对氢气新能源的利用，改善能源结构具有重要意义。因此，本发明所涉及的技术和装备，对新一代信息技术、高端装备制造、新能源、前沿新材料等产业的发展，具有促进作用。

本发明实施例提供一种用于硒化物量子点的绿色制造设备，如图1所示，包括：

激光加工头1、样品2、等离子体线圈3、密封法兰23、真空泵24、P6真空计25和石英腔体26。

石英腔体26由石英玻璃管中间的空间形成，2个密封法兰23分别固定在玻璃管的两端，密封法兰23与玻璃管之间采用可拆卸的密封安装，例如：玻璃管的边缘设置有密封胶条，密封法兰23上开设有与密封胶条匹配但是略小的条形槽，玻璃管于密封法兰23安装时，密封胶条可以紧密嵌入条形槽内，这种可活动的密封设计已经广泛应用在厨房密封罐，浴室等领域，本实施例对于密封方式不做限定，可以采用目前已有的密封方式。

激光加工头1与激光器相连，并且激光加工头1竖直向下指向样品2，以便于激光加工头1射出的激光透过玻璃向石英腔体26中的样品2照射。

石英腔体26外表面缠绕安装有等离子体线圈3。石英腔体26通过密封法兰23接入了五条管路，各个管路分别输送不同类别的气体。石英腔体26接入真空泵24，尾气处理装置与真空泵24相连的。其中，激光加工头1、石英腔体26、等离子体线圈3、向石英腔体输送前驱体气体的五条管路(管路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)、真空泵24和尾气处理装置。所述石英腔体26用于放置待沉积的样品，其上装有25真空计P6，用于实时监控腔体内的压强。所述等离子体线圈3，缠绕在石英腔体26外面，用于电离含-SeH有机物气体，从而在样品2表面接枝-SeH官能团。所述激光加工头1，在激光器的调控下，对样品2表面进行激光扫描加热，修剪-SeH官能团，使-SeH官能团按照预设图样阵列分布。另外，激光还用来为石英腔体26内前驱体的反应提供能量。所述真空泵24，用于控制石英腔体26和各管路的真空度。所述尾气处理装置，用于处理加工反应的残余尾气。

具体在本实施例中，所述管路Ⅰ用于向石英腔体26提供含-SeH有机物气体作为-SeH等离子气体源。第一针阀8用于控制所述管路Ⅰ中含-SeH有机物气体的流量。V1气动阀7用于控制所述管路Ⅰ的通断。P1真空计6用于读取所述管路Ⅰ中的压强值。例如图1所示，包括：所述管路Ⅰ，用于向石英腔体26内提供等离子体气源，即含硒醇基-SeH有机物气体，由针阀8、V1气动阀门7和P1真空计6组成，针阀8用于控制管路Ⅰ中的含-SeH有机物气体流量，V1气动阀门7用于控制管路Ⅰ的通断，P1真空计6实时测量管路Ⅰ内的压强。

所述管路Ⅱ用于向石英腔体26提供Zn源前驱体，其中，所述管路Ⅱ的分支管线接入Zn源前驱体瓶10。第二针阀9用于控制所述管路Ⅱ中的Zn源前驱体的载气N₂的流量。V2气动阀4用于控制所述管路Ⅱ接入Zn源前驱体瓶10的分支管线的通断。P2真空计5用于读取所述管路Ⅱ中的压强值。

或者，所述管路Ⅲ用于向石英腔体26提供Pb源前驱体，其中，所述管路Ⅲ的分支管线接入Pb源前驱体瓶13。第三针阀11用于控制所述管路Ⅲ中的Pb源前驱体的载气N₂的流量。V3气动阀22用于控制所述管路Ⅲ接入Pb源前驱体瓶13的分支管线的通断。P3真空计12用于读取所述管路Ⅲ中的压强值。

或者，所述管路Ⅳ用于向石英腔体26提供Cd源前驱体，其中，所述管路Ⅳ的分支管线接入Cd源前驱体瓶16。第四针阀15用于控制所述管路Ⅳ中的Cd源前驱体的载气N₂的流量。V4气动阀21用于控制所述管路Ⅳ接入Cd源前驱体瓶16的分支管线的通断。P4真空计14用于读取所述管路Ⅳ中的压强值。

需要说明的是，上述“或者”关系，表示在某一时刻选择管路Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ中的一路打开通气并通入源前驱体。

所述管路V用于向石英腔体26提供Se源前驱体，其中，所述管路V的分支管线接入Se源前驱体瓶18。第五针阀17用于控制所述管路V中的Se源前驱体的载气N₂的流量。V5气动阀19用于控制所述管路V接入Se源前驱体瓶18的分支管线的通断。P5压力表20用于读取所述管路V中的压强值。例如图1所示，所述管路Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ，分别用于向石英腔体26提供Zn、Pb、Cd和Se源前驱体，分别由针阀(第二针阀9、第三针阀11、第四针阀15、第五针阀17)、气动阀门(V2气动阀门4、V3气动阀门22、V4气动阀门21、V4气动阀门19)、真空计(P2真空计5、P3真空计12、P4真空计14、P5真空计20)和前驱体源瓶(Zn前驱体源瓶10、Pb前驱体源瓶13、Cd前驱体源瓶16、Se前驱体源瓶18)组成，针阀用于控制管路中的前驱体载气流量，气动阀门用于控制前驱体的通断，真空计实时测量管路内的压强。

本实施例还提供一种用于硒化物量子点的绿色制造方法，其特征在于，包括：

步骤S01，将样品2放入石英腔体26内，启动真空泵24对石英腔体26抽真空。

步骤S02，向石英腔体26输入-SeH有机物气体作为-SeH等离子气体源。

步骤S03，启动激光加工头1扫描样品2的表面。

步骤S04，启动激光加工头1再次对样品2的表面进行扫描。

步骤S05，向石英腔体26输入驱体气体，并启动激光加工头1扫描样品2的表面进行加热，其中，所述驱体气体包括：Zn源前驱体、Pb源前驱体或Cd源前驱体中的任意一项。

步骤S06，向石英腔体26输入Se源前驱体，启动激光加工头1加热样品2的表面，使表面吸附的源前驱体与输入的Se源前驱体发生化学反应，生成量子点阵列。

在优选方案中，在所述步骤S03中，激光加工头1通过激光扫描将样品2的表面的加热温度控制在450至700摄氏度内。在所述步骤S05中，激光加工头1通过激光扫描将样品2的表面的加热温度控制在100至450摄氏度内。在所述步骤S06中，激光加工头1通过激光扫描将样品2的表面的加热温度控制在100至750摄氏度内。

上述工艺流程在实际应用中，可以进一步扩展实现为如下例所述的流程：

本发明实施例在实际应用中，主要用于制造硒化物(ZnSe、PbSe、CdSe)量子点，实际的工艺流程包括以下步骤:

步骤S11，将干净的基底样品放入石英腔体内，真空泵对石英腔体抽真空，使其压强维持在1200Pa以下。

步骤S12，在基底样品表面接枝-SeH官能团，使基底表面-SeH化。

所述步骤S12中，包含以下步骤，

含-SeH有机物气体从管路进入石英腔体，打开电源，含-SeH有机物气体在石英腔体内电离，产生-SeH自由基，对基底样品表面进行-SeH接枝，使其表面硒醇基化。所述含-SeH有机物气体，不做具体限制，只要是电离后可以产生-SeH自由基的有机物气体即可，具体而言，其可以是硒醇、硒酚中的一种或更多种。通入的含-SeH有机物气体的量，由管路中气针阀和气动阀门控制，其具体的量不做限制，根据具体反应腔体的尺寸大小不同而不同，只要满足反应腔体的压强维持在1200Pa以下即可。所述电离电源的功率不做具体限制，根据具体反应腔体的尺寸大小和有机物的量的大小不同而不同，只要满足能将含-SeH有机物气体电离即可。

步骤S13，激光按照所需阵列图样，扫描基底表面，被扫描到的地方的-SeH发生缩合反应，被剪除挥发掉，从而使基底表面的-SeH按照阵列图样分布。

所述步骤S13中，在激光扫描过程成，会对路径上的基底表面加热，-SeH在450摄氏度开始发生缩合反应，但是温度过高，会损伤基底样品的深层结构，所以，在激光扫描过程中，将基底表面的加热温度控制在450-700摄氏度。缩合反应挥发掉的H₂Se，通过管路中通入的惰性气体和真空泵吹洗掉。

步骤S14，激光再次对基底表面的-SeH进行扫描，剪除多余-SeH，降低其密度。

步骤S15，通入Zn或Pb或Cd源前驱体(分别对应于ZnSe、PbSe和CdSe量子点的沉积制造)，用激光扫描加热基底表面的-SeH，使Zn(或Pb或Cd)源前驱体，通过-SeH吸附于基底表面。所述Zn、Pb、Cd源前驱体，不做具体限制，只要是能与所选Se前驱体发生反应，生成相应的ZnSe、PbSe和CdSe即可，具体而言，其可以是单质锌、氧化锌、氯化锌、碘化锌、醋酸锌、二甲基锌、二乙基锌，单质铅、氧化铅、Pb(tmhd)₂、二茂铅、二甲基铅、四乙基铅、氯化铅，单质镉、氧化铬、氯化镉、二甲基镉中的一种或更多种。进一步地，所选前驱体是固体时，需对其加热，使其挥发出相应的气体。激光扫描加热基底表面时，使其温度维持在100-450摄氏度内。

步骤S16，通入Se源前驱体，用激光扫描加热基底表面吸附的Zn(或Pb或Cd)源前驱体，使其与Se源前驱体发生化学反应，生成ZnSe、PbSe和CdSe量子点阵列。

所述步骤S16中，所述Se源前驱体，不做具体限制，只要是能与所选Zn、Pb、Cd前驱体发生反应，生成ZnSe、PbSe、CdSe即可，具体而言，其可以是单质Se、H₂Se、(Et₃Si)₂Se、二异丙基硒、二乙基硒中的一种或更多种，进一步地，所选Se源前驱体是固体时，需对其加热，使其挥发出相应的气体。用激光扫描加热基底表面吸附的Zn、Pb、Cd源前驱体时，温度限制在100-750摄氏度内，具体加热温度根据所选前驱体源不同而不同，只要能使Zn、Pb、Cd源和S源发生反应，生成ZnS、PbS、CdS即可。

步骤S17，在生成的量子点表面接枝-SeH官能团，使其表面-SeH化，重复步骤S15-S6，增大量子点尺寸和密度。

与现有技术比较，本实施例具有如下突出优点：直接在基底样品表面原位沉积制造硒化物量子点，通过对样品表面硒醇基官能团的精确接枝和修剪，实现硒化物量子点的精确制造，克服在传统湿法制造工艺中，制造非原位、制造过程无法精确控制、需复杂后处理等问题。另外，在制造过程中，所有工艺步骤均在密闭腔体内进行，可以避免污染环境，因此本发明提供的这种高精度、低成本、绿色的硒化物量子点制造方法，适合产业化和大规模应用。

将上述实施例所述的制造硒化物(ZnSe、PbSe、CdSe)量子点的工艺流程与上述设备相结合，可以得到如图1-3所示的具体工艺：

步骤S1，准备干净的氧化硅基底样品，将其放入石英腔体26内，真空泵24对石英腔体26抽真空，使其和管路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的压强维持在1200Pa以下。

步骤S2，在氧化硅基底表面接枝-SeH官能团，使基底表面-SeH化。硒醇气体从管路Ⅰ进入石英腔体26后，真空泵24将石英腔体26密闭起来，打开电源，功率调为130W，硒醇气体在石英腔体26内电离，产生-SeH自由基，对样品表面进行-SeH接枝，使其表面硒醇基化，多余的硒醇气体和残余物质通过真空泵24排入尾气处理装置中，无害化处理后，排出设备外。通入的硒醇气体的量，由管路Ⅰ中8第一针阀和V1气动阀门7控制，流量范围是50-200sccm，优选100sccm，V1气动阀门7开启时间范围是0.1s-5s，优选1s。

步骤S3，激光加工头1操控激光，按照图2所示阵列图样(4*2个单元，每个单元尺寸是15*8微米)，扫描样品表面，激光光斑控制在1-5微米内，扫描路径上的基底表面温度控制在450-600摄氏度内，-SeH发生缩合反应，生成H₂Se，挥发掉，通过管路Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中通入的N₂和真空泵24冲洗出石英腔体26外，从而使氧化硅基底表面的-SeH按照阵列图样分布。

步骤S4，激光加工头1操控激光，对步骤S3所形成的-SeH阵列进行扫描，激光光斑控制在1-5微米内，扫描路径上的基底表面温度控制在450-470摄氏度内，使-SeH阵列中的部分-SeH发生缩合反应，挥发掉，进而降低阵列中的-SeH密度，控制基底表面的Se与Si元素之比在10％-15％内，防止后续的生长步骤中形成薄膜，而无法得到量子点。

步骤S5，通入Zn或Pb或Cd源前驱体(分别对应于ZnSe、PbSe和CdSe量子点的沉积制造)，用激光扫描加热基底表面的-SeH，使Zn(或Pb或Cd)源前驱体，使其通过-SeH吸附于基底表面。

所述步骤S5中，具体地，将二甲基锌、二甲基铅、二甲基镉分别装入Zn源前驱体瓶10、Pb源前驱体瓶13、Cd源前驱体瓶16中。需要沉积ZnSe量子点时，二甲基锌气体从管路Ⅱ进入石英腔体26中，第二针阀9控制二甲基锌的载气N₂的流量，流量范围是50-200sccm，优选100sccm，V2气动阀门4控制二甲基锌源的通断，开启时间范围是0.1s-5s，优选1s，二甲基锌气体从管路Ⅱ进入石英26后，真空泵24将石英腔体26密闭起来；需要沉积PbSe量子点时，二甲基铅气体从管路Ⅲ进入石英腔体26中，第三针阀11控制二甲基铅的载气N₂的流量，流量范围是50-200sccm，优选100sccm，V3气动阀门22控制二甲基铅的通断，开启时间范围是0.1s-5s，优选1s，二甲基铅从管路Ⅲ进入石英腔体26后，真空泵24将石英腔体26密闭起来；需要沉积CdSe量子点时，二甲基镉气体从管路Ⅳ进入石英腔体26中，第四针阀15控制二甲基镉的载气N₂的流量，流量范围是50-200sccm，优选100sccm，V4气动阀门21控制二甲基镉的通断，开启时间范围是0.1s-5s，优选1s，二甲基镉从管路Ⅳ进入石英腔体26后，真空泵24将石英腔体26密闭起来。激光加工头1操控激光，对步骤S4所形成的-SeH阵列进行扫描，使二甲基锌或二甲基铅或二甲基镉(分别对应于ZnSe、PbSe和CdSe量子点的沉积制造)通过-SeH吸附于基底表面，多余的前驱体和残余物质通过真空泵24排入尾气处理装置中，无害化处理后，排出设备外。激光光斑控制在1-5微米内，扫描路径上的基底表面温度控制在120-250摄氏度内。

步骤S6，通入Se源前驱体，用激光扫描加热基底表面吸附的Zn(或Pb

或Cd)源前驱体，使其与Se源前驱体发生化学反应，生成ZnSe、PbSe和CdSe

量子点阵列。

所述步骤S6中，将二异丙基硒装入Se源前驱体瓶18中，二异丙基硒从管路Ⅴ进入石英腔体26中，第五针阀17控制二异丙基硒的载气N₂的流量，流量范围是50-200sccm，优选100sccm，V5气动阀门19控制二异丙基硒的通断，开启时间范围是0.1s-5s，优选1s。二异丙基硒从管路Ⅴ进入石英腔体26后，真空泵24将石英腔体26密闭起来。激光加工头1操控激光，对步骤S5所吸附的二甲基锌或二甲基铅或二甲基镉(分别对应于ZnSe、PbSe和CdSe量子点的沉积制造)阵列进行扫描，使其与二异丙基硒反应生成对应的ZnSe、PbSe、

CdS量子点阵列。多余的二异丙基硒气体和残余物质通过真空泵24排入尾气处理装置中，无害化处理后，排出设备外。用激光扫描加热基底表面的二甲基锌阵列时，激光光斑控制在1-5微米内，扫描路径上的基底表面温度控制在150-180摄氏度内；用激光扫描加热基底表面的二甲基铅阵列时，激光光斑控制在1-5微米内，扫描路径上的基底表面温度控制在200-220摄氏度内；用激光扫描加热基底表面的二甲基镉阵列时，激光光斑控制在1-5微米内，扫描路径上的基底表面温度控制在220-250摄氏度内。

步骤S7，在步骤S6生成的量子点表面接枝-SeH官能团，使其表面-SeH化，具体工艺参数与步骤S2一样，重复步骤S5-S7三次，增大阵列中ZnSe、PbSe、CdSe量子点的尺寸。最终，如图3所示，原位制得4*2个单元的ZnSe、PbSe、CdSe硒化物量子点阵列。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于硒化物量子点的绿色制造设备，其特征在于，包括：

激光加工头(1)、样品(2)、等离子体线圈(3)、密封法兰(23)、真空泵(24)、P6真空计(25)和石英腔体(26)；

石英腔体(26)由石英玻璃管中间的空间形成，2个密封法兰(23)分别固定在玻璃管的两端，密封法兰(23)与玻璃管之间密封安装；

激光加工头(1)与激光器相连，并且激光加工头(1)竖直向下指向样品(2)，以便于激光加工头(1)射出的激光透过玻璃向石英腔体(26)中的样品(2)照射；

石英腔体(26)外表面缠绕安装有等离子体线圈(3)；

石英腔体(26)通过密封法兰(23)接入了五条管路，各个管路分别输送不同类别的气体；

石英腔体(26)接入真空泵(24)，尾气处理装置与真空泵(24)相连的。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述管路Ⅰ用于向石英腔体(26)提供含-SeH有机物气体作为-SeH等离子气体源；

第一针阀(8)用于控制所述管路Ⅰ中含-SeH有机物气体的流量；

V1气动阀(7)用于控制所述管路Ⅰ的通断；

P1真空计(6)用于读取所述管路Ⅰ中的压强值。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述管路Ⅱ用于向石英腔体(26)提供Zn源前驱体，其中，所述管路Ⅱ的分支管线接入Zn源前驱体瓶(10)；第二针阀(9)用于控制所述管路Ⅱ中的Zn源前驱体的载气N₂的流量；V2气动阀(4)用于控制所述管路Ⅱ接入Zn源前驱体瓶(10)的分支管线的通断；P2真空计(5)用于读取所述管路Ⅱ中的压强值；

或者，所述管路Ⅲ用于向石英腔体(26)提供Pb源前驱体，其中，所述管路Ⅲ的分支管线接入Pb源前驱体瓶(13)；第三针阀(11)用于控制所述管路Ⅲ中的Pb源前驱体的载气N₂的流量；V3气动阀(22)用于控制所述管路Ⅲ接入Pb源前驱体瓶(13)的分支管线的通断；P3真空计(12)用于读取所述管路Ⅲ中的压强值；

或者，所述管路Ⅳ用于向石英腔体(26)提供Cd源前驱体，其中，所述管路Ⅳ的分支管线接入Cd源前驱体瓶(16)；第四针阀(15)用于控制所述管路Ⅳ中的Cd源前驱体的载气N₂的流量；V4气动阀(21)用于控制所述管路Ⅳ接入Cd源前驱体瓶(16)的分支管线的通断；P4真空计(14)用于读取所述管路Ⅳ中的压强值。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述管路V用于向石英腔体(26)提供Se源前驱体，其中，所述管路V的分支管线接入Se源前驱体瓶(18)；

第五针阀(17)用于控制所述管路V中的Se源前驱体的载气N₂的流量；

V5气动阀(19)用于控制所述管路V接入Se源前驱体瓶(18)的分支管线的通断；

P5压力表(20)用于读取所述管路V中的压强值。

5.一种用于硒化物量子点的绿色制造方法，其特征在于，包括：

步骤S01，将样品(2)放入石英腔体(26)内，启动真空泵(24)对石英腔体(26)抽真空；

步骤S02，向石英腔体(26)输入-SeH有机物气体作为-SeH等离子气体源；

步骤S03，启动激光加工头(1)扫描样品(2)的表面；

步骤S04，启动激光加工头(1)再次对样品(2)的表面进行扫描；

步骤S05，向石英腔体(26)输入前驱体气体，并启动激光加工头(1)扫描样品(2)的表面进行加热，其中，所述前驱体气体包括：Zn源前驱体、Pb源前驱体或Cd源前驱体中的任意一项；

步骤S06，向石英腔体(26)输入Se源前驱体，启动激光加工头(1)加热样品(2)的表面，使表面吸附的源前驱体与输入的Se源前驱体发生化学反应，生成量子点阵列。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S03中，激光加工头(1)通过激光扫描将样品(2)的表面的加热温度控制在450至700摄氏度内。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S05中，激光加工头(1)通过激光扫描将样品(2)的表面的加热温度控制在100至450摄氏度内。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步骤S06中，激光加工头(1)通过激光扫描将样品(2)的表面的加热温度控制在100至750摄氏度内。

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