CN112909185B - 一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，步骤包括：制备不同尺寸的复合胶体量子点，然后通过静电吸附，使其均匀分布在纳米压印模具表面；利用纳米压印方法制备表面附着复合胶体量子点薄膜的高分子聚合物纳米柱阵列；制备银纳米线导电薄膜；制备透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜；最后，把透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜覆盖在高分子聚合物纳米柱阵列上，器件制备完成。本发明通过制备不同尺寸的复合胶体量子点薄膜，实现了对可见光和近红外波段的宽光谱响应。高分子聚合物纳米柱阵列明显提高了对入射光的吸收率，使器件具有较高的响应度。本发明的制备方法还具有成本低、简单易行、适于批量生产的优点。

Description

一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法
技术领域
本发明属于光电子器件领域，具体涉及光电探测器领域。更具体而言，涉及一基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法。
背景技术
光导型探测器是利用光电导效应原理工作的一种光电探测器。这种器件受到光辐照后会引起自身电导率的变化。光电导探测器的应用领域十分广泛，比如在可见光或近红外波段可以用于射线测量和探测、光电自动控制、光度计量分析等；在红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面。目前应用于光导器件的最常见的半导体材料包括CdS、CdSe、PbS、InSb以及TeCdHg等。但是这些传统块体的半导体材料通常只能对一个比较有限的光谱范围进行响应，比如，CdS和CdSe只能在可见光范围(约0.3～0.8μm)内产生响应，而PbS和PbSe则只能响应近红外和中红外(约1～5μm)。面对日益增多的应用场景和应用领域，以及一些新兴的探测机制，如多光谱、超光谱成像技术的需求，非常需要能够覆盖较宽光谱范围的光电探测器。
量子点是一种纳米级尺寸的半导体微粒，由于其电子的运动在三个维度上均受到限制，表现出较强的量子局限效应。该效应导致原来连续的电子能带变为不连续的能级结构，从而体现出与体相材料不同的特殊物理化学性质。而胶体量子点是指使用胶体化学法制备出的量子点，它被一层具有钝化作用的基团包围而能稳定分布在相应溶剂中。胶体量子点独特的性质导致其广泛运用于红外探测、太阳能电池、量子点LED、生物荧光标记等领域。
现有的基于量子点的光电探测器件，几乎都是将量子点旋涂在平面基底上，形成一层量子点薄膜。比如，CN111223943A公开的一种基于碳量子点和石墨烯的光电探测器及制备方法和CN110379873A公开的一种量子点探测器都是将量子点旋涂在基底或者其他半导体材料平面上，这样的平面薄膜一方面对于入射光的吸收率受到较大限制，另一方面和基底的结合力比较弱，不利于器件的长期稳定性。
发明内容
为了解决上述技术中的不足，本发明提出了一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件及其相应的制备方法。通过制备方法和器件结构的创新实现了对可见光和近红外波段的宽光谱响应，提高了光电转换效率，使器件具有较高的响应度。同时，复合量子点薄膜与基底紧密结合，大大降低了器件对于使用环境的要求，提高了工作稳定性。由于采用了高分子聚合物，本器件可作为柔性器件，具有更广阔的应用范围。制备过程还具有成本低、简单易行、适于批量生产的优点。
为保证实现上述目的，本发明采用了如下制备技术方案：
一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：采用胶体化学法制备多种不同尺寸的复合胶体量子点，并将其均匀混合分散在有机溶液中待用；
步骤2：将制备好的多种尺寸的复合胶体量子点通过静电吸附，均匀地分布在纳米压印模具的表面，形成一层复合胶体量子点薄膜；
步骤3：将液态高分子聚合物注入表面均匀分布了复合胶体量子点薄膜的纳米压印模具，纳米高分子聚合物充分填充纳米压印模具空腔后，使高分子聚合物固化脱模得到高分子聚合物纳米柱阵列，将复合胶体量子点薄膜转移到高分子聚合物纳米柱阵列上；
步骤4：将含有银纳米线的分散液作为喷墨打印系统的墨水，经过有叉指图案的镂空掩模，印刷在二氧化硅或云母基底上，形成叉指图案的银纳米线导电薄膜；
步骤5：在形成叉指图案的银纳米线导电薄膜上旋涂透明高分子聚合物，将叉指图案的银纳米线导电薄膜由二氧化硅或云母基底转移到透明高分子聚合物上，得到透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜；
步骤6：在透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜的两端分别设置信号引出金属电极；
步骤7：把具有叉指图案的透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜覆盖在附着有复合胶体量子点薄膜的高分子聚合物纳米柱阵列上，叉指图案的银纳米线导电薄膜对准高分子聚合物纳米柱阵列的端面，直接与附着在高分子聚合物纳米柱阵列上面的复合胶体量子点薄膜接触，制备过程结束。
步骤1中所述的胶体量子点是通过调整量子点制备的工艺参数得到的多种不同尺寸混合形成的复合量子点，其大小范围从几纳米到几十纳米不等。
步骤2中复合胶体量子点被分散在有机溶剂中，将可导电的纳米压印模具浸入其中，给纳米压印模具通电后表面带静电；有机溶液中的复合胶体量子点将被静电吸引，均匀附着在纳米压印模具表面，包括纳米压印模具腔体内壁，形成一定厚度的复合胶体量子薄膜后，静电吸引力降低，薄膜厚度不再增加，此时取出模具并烘干。
步骤3的液态高分子聚合物在小于1Pa的真空环境下旋涂填充纳米压印模具腔体；然后用纳米压印机将纳米压印模具压在二氧化硅或云母基底上施加压力并加热至100至200℃，保持一段时间，确保高分子聚合物进入复合胶体量子点薄膜的空隙之中，将量子点胶合在一起；降低温度至高分子聚合物的玻璃化转换温度之下，将固化在基底上的高分子聚合物脱模后，复合胶体量子点薄膜的一部分将牢固嵌入高分子聚合物纳米柱阵列表面。
步骤4中的银纳米线的直径为30nm至100nm，长度为0.7μm至2μm，分散液为有机溶剂，浓度为15mg/mL至5mg/mL，喷墨打印系统的喷嘴直径为10至20μm。
步骤4中的有叉指图案的镂空掩模的叉指图案，指间距和高分子聚合物纳米柱阵列的间隔周期一致；进行图案印刷时，对二氧化硅或云母基底进行加热，使液滴落在基底上后迅速蒸发留下银纳米线导电薄膜，防止液滴扩散，破坏叉指图案的形状。
步骤5中的透明高分子聚合物为PMMA、聚酰亚胺或树脂。
与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)制备的复合胶体量子点薄膜可以实现覆盖从可见光到近红外的较宽范围的光谱响应，使得该光导器件具有广阔的应用范围。
(2)相比于将量子点旋涂在平面基底形成薄膜，本发明的制备方法是将量子点通过高分子聚合物胶合在一起，固化脱模后复合量子点薄膜的一部分将牢固嵌入高分子聚合物纳米阵列表面。这样牢固的结合可以大大提高器件长期工作的稳定性以及环境适应性。
(3)将量子点薄膜附着高分子聚合物纳米阵列上可以利用该纳米阵列的陷光效应提高量子点薄膜对入射光的吸收，而量子点自身又具有比表面积大，比探测率高的特点，所以该光导器件具有很高的光电导响应率。
(4)胶体量子点通过高分子聚合物结合在一起，使得该器件可以在一定范围内变形、弯曲甚至折叠，因此可以作为一种柔性器件使用。
(5)本发明的制备方法简单，成本低，适于大批量生产。
附图说明
图1是本发明的基于量子点和高分子聚合物的光导器件制备流程图。
图2是实施例1制备的本发明的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的结构示意图。
图3是实施例1制备的本发明的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的结构俯视示意图。
图4是量子点静电吸附和反向纳米压印过程示意图。
图5是实施例1制备的HgTe量子点。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。但本实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围，凡采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采用胶体化学法制备数种不同尺寸的胶体量子点，其大小从几纳米到几十纳米不等，光谱响应范围可以覆盖可见光到近红外，并将其均匀混合分散在正己烷中待用；
(2)将制备好的多种尺寸的复合胶体量子点通过静电吸附，均匀地分布在纳米压印模具的表面，形成一层复合胶体量子点薄膜；
(3)将液态高分子聚合物旋涂填充表面均匀分布了复合胶体量子点薄膜的纳米压印模具，液态高分子聚合物充分填充纳米压印模具空腔后，用纳米压印机将纳米压印模具压到二氧化硅、云母等基底上，使高分子聚合物固化脱模得到高分子聚合物纳米柱阵列，将复合胶体量子点薄膜转移到高分子聚合物纳米柱阵列上；
(4)将含有银纳米线的分散液作为喷墨打印机的墨水，经过有叉指图案的镂空掩模，印刷在二氧化硅、云母等基底上，形成叉指图案的银纳米线导电薄膜。
(5)在形成叉指图案的银纳米线导电薄膜上旋涂透明高分子聚合物，将叉指图案的银纳米线导电薄膜由二氧化硅、云母等基底转移到透明高分子聚合物上，得到透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜。
(6)在透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜的两端分别利用热蒸发或磁控溅射等手段设置信号引出金属电极。
(7)把透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜覆盖在附着有复合胶体量子点薄膜的高分子聚合物纳米柱阵列上，叉指图案的银纳米线导电薄膜对准高分子聚合物纳米柱阵列的端面，直接与附着在高分子聚合物纳米柱阵列上面的复合胶体量子点薄膜接触，制备过程结束。
更具体的，步骤(1)中胶体化学法制备HgTe量子点以Te粉和氯化汞作为反应物质，Te粉与Top液混合作为前驱液A，再将0.1ml前驱液A，分散于5ml干燥的油胺中作为前驱液B。制备时加入前驱液B后，根据搅拌反应的时间控制HgTe量子点的尺寸大小。
更具体的，如图4所示步骤(2)在真空箱中进行，将金属镍制成的纳米压印模具浸入分散了复合HgTe量子点的正己烷溶液中，将真空箱抽真空，以保证复合量子点分散液进入模具的腔体中。给模具施加高压静电后，溶液中的HgTe量子点将均匀吸附在压印模具的表面，通过电压控制吸附在模具表面的量子点薄膜厚度，厚度范围控制在300至800nm。
更具体的，如图4所示步骤(3)运用反向纳米压印的方法，先将液态PMMA在小于1Pa的真空环境下旋涂填充表面均匀分布了复合HgTe量子点薄膜的纳米压印模具，保证PMMA充分填充模具空腔后，用纳米压印机将压印模具压到二氧化硅基底上，施加压力并加热至100至200℃，保持一段时间。此过程中PMMA将进入复合HgTe量子点薄膜的空隙之中，将量子点胶合在一起。降温使PMMA固化，脱模后复合HgTe量子点薄膜的一部分将牢固嵌入PMMA微纳柱体表面。同时，由于PMMA不再与纳米压印模具直接接触，非常有利于固化后的脱模。形成的PMMA纳米柱宽度5至10μm，高度30至50μm，间隔周期5至10μm。
更具体的，步骤(4)将含有一定浓度的银纳米线分散液通过喷墨打印系统喷出，液滴经过镂空模板，印刷在二氧化硅基底上形成叉指图案的银纳米线导电薄膜；进行图案印刷时，对二氧化硅基底进行加热，使液滴落在基底上后迅速蒸发留下银纳米线导电薄膜，防止液滴扩散，破坏叉指图案的形状。信号引出金属电极的指宽6至11μm，指间距与PMMA纳米柱阵列的间隔周期保持一致。
更具体的，步骤(5)中在形成叉指图案的银纳米线导电薄膜上旋涂PMMA的具体方法是，使用匀胶机将PMMA均匀地涂敷在二氧化硅基底上的叉指图案的银纳米线透明导电薄膜上，PMMA厚度保持在150nm至450nm。
更具体地，步骤(6)设置信号引出金属电极的方法是，通过掩模版上的图案用热蒸发或溅射的方式把金属银沉积在PMMA银纳米线复合导电薄膜的两端，信号引出金属电极的厚度为100至150nm。
更具体地，步骤(7)可在高精度3D移动台上将叉指状的银纳米线导电薄膜对准PMMA纳米柱阵列上的端面，再将其覆盖在附着有复合HgTe量子点薄膜的PMMA纳米阵列上，银纳米线薄膜直接与复合HgTe量子点薄膜接触。
本发明的制备方法原理是：制备的不同尺寸的胶体量子点，因为其纳米级的尺寸远小于体材料的激子波尔半径，载流子的运动受到限制，电子能带结构将发生改变。因此可以通过改变量子点的尺寸调制其光谱响应特性，本发明中制备的多种尺寸的复合胶体量子点薄膜可以响应从可见到近红外的较宽的光谱范围。当可见光或近红外光照射在复合胶体量子薄膜上时，胶体中的电子将被光子能量激发，发生能级的跃迁，产生光生载流子电子-空穴对。同时，由于量子点具有载流子倍增效应，其导电性将明显提高，在施加在信号引出金属电极两端电场的作用下形成很大的光生电流，将光信号转化为了电信号，实现了对入射光的探测。
实施例1
1)称量0.128克Te粉，置于螺口瓶中，加入1ml TOP液，放入手套箱中，室温下搅拌超过24小时配置好前驱液A。将0.1ml前驱液A，分散于5ml干燥的油胺中配置好前驱液B。在50ml的三口瓶中加入54mgHgCl2和8ml油胺，系统抽真空，80℃搅拌一小时。搅拌一小时后，开始向三口瓶中通入氩气将温度升到90℃，向三口瓶中注入前驱液B，搅拌反应不同时间(3,6,9,12，15min)分别得到5nm、9nm、15nm、24nm，31nm的HgTe量子点。等反应结束后，加入十二硫醇混合液，然后取出迅速放入冰水混合物中进行冷却。将冷却后的量子点混合液注入离心管中，向其中加入甲醇丙酮混合溶液，将装有量子点的离心管置于震荡器上进行震荡。震荡完成后将两个离心管对位放置于离心机中，转速为9000r/min，离心时间为6min。离心完成后，倒掉清澈的溶液，使用勺子拿取量子点，取甲苯(环己烷)溶液和量子点混合，得到复合HgTe量子点溶液，如图5所示。
2)步骤1)中的复合HgTe量子点溶液配制成120mg/mL，将金属镍制成的纳米压印模具和复合HgTe量子点溶液放入真空手套箱中，抽真空至-0.1MPa。然后把纳米压印模具浸入复合HgTe量子点溶液中。待量子点溶液进入模具的腔体后，给模具施加4KV的高压静电，溶液中的HgTe量子点将均匀吸附在压印模具的表面，厚度为大约400nm。真空手套箱放气，小心取出吸附了复合HgTe量子点的纳米压印模具，放置在100℃的真空热板上烘干1min，得到表面吸附了复合HgTe量子点薄膜的镍制纳米压印模具。
3)取质量分数为1％的PMMA溶液涂敷在步骤2)得到的印模样品上，待PMMA溶液均匀填充印模浮雕图案后，使用纳米压印机将印模压在二氧化硅基底上，压印温度设置为150℃，压力5MPa，保持压力5min，使PMMA进入复合HgTe量子点薄膜的微小孔隙中，将大部分量子点胶合在一起。随后温度降至60℃后进行脱模，模具表面的复合HgTe量子点薄膜转移到PMMA纳米住阵列的表面，量子点部分地镶嵌在固化后的PMMA纳米住阵列的表面。
4)将二氧化硅基底在60℃的SC-1，SC-2清洗液中依次浸泡10分钟，再用去离子水冲洗10分钟。取出后用氮气枪吹干并放入烘箱内设置120℃烘干10分钟。把直径30nm长度1μm的银纳米线分散在无水乙醇中，配制好浓度为1mg/mL的银纳米线分散液加入喷墨打印系统中，喷口对准有叉指图案的镂空模板，液滴落在加热到100℃的二氧化硅基底上立即蒸发，形成叉指形银纳米线导电薄膜。
5)配制质量分数为7％的PMMA溶液在3000r/min的转速下，旋涂在步骤4)制得的二氧化硅基底上的银纳米线导电薄膜上，接着将二氧化硅基底加热到300℃退火1min，得到透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜。
6)将带有金属引出电极图案的掩模板压在步骤5)制备的透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜上，一并放入镀膜机的真空室中，开机械泵，抽低真空至3Pa以下，开分子泵，抽高真空至2×10-3Pa以下，充氩气、氮气，开启辉光放电，设置工艺参数，工作气压0.67Pa，保护气体Ar气，靶基距90mm，溅射功率为100w，溅射时间30秒至1分钟，打开放气阀，待真空室到达常压后，升起盖板，取出样品获得的银金属电极厚度均为150至200nm，得到两端设置了银金属引出电极的透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜。
7)在光学显微镜下操作高精度3D移动台，将透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜上的银纳米线叉指对准PMMA纳米柱阵列的端面，再将其覆盖在附着有复合HgTe量子点薄膜的准PMMA纳米柱阵列上，银纳米线薄膜直接与复合HgTe量子点薄膜接触。
如图1和图2所示，本实施例制备的一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件。该光导器件从下至上依次包括，通过反向纳米压印制备的高分子聚合物纳米柱阵列5，通过胶体化学法合成，并通过静电吸附形成且在反向纳米压印过程中转移到高分子聚合物纳米柱阵列表面的复合胶体量子点薄膜4，通过热蒸发或磁控溅射制备在透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜两端的第一信号引出金属电极1和第二信号引出金属电极2，通过喷墨打印和镂空模版印刷相结合方法制备的具有叉指图案的透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜3。
实施例2
1)称量0.128克Te粉，置于螺口瓶中，加入1ml TOP，放入手套箱中，室温下搅拌超过24小时配置好前驱液A。将0.1ml前驱液A，分散于5ml干燥的油胺中配置好前驱液B。在50ml的三口瓶中加入54mgHgCl2和8ml油胺，系统抽真空，80℃搅拌一小时。搅拌一小时后，开始向三口瓶中通入氩气将温度升到90℃，向三口瓶中注入前驱液B，搅拌反应不同时间(2,4,7,10，12min)分别得到3nm、7nm、11nm、18nm，24nm的HgTe量子点。等反应结束后，加入十二硫醇混合液，然后取出迅速放入冰水混合物中进行冷却。将冷却后的量子点混合液注入离心管中，向其中加入甲醇丙酮混合溶液，将装有量子点的离心管置于震荡器上进行震荡。震荡完成后将两个离心管对位放置于离心机中，转速为9000r/min，离心时间为6min。离心完成后，倒掉清澈的溶液，使用勺子拿取量子点，取甲苯(环己烷)溶液和量子点混合，得到复合HgTe量子点溶液。
2)步骤1)中的复合HgTe量子点溶液配制成180mg/mL，将金属镍制成的纳米压印模具和复合HgTe量子点溶液放入真空手套箱中，抽真空至-0.1MPa。然后把纳米压印模具浸入复合HgTe量子点溶液中。待量子点溶液进入模具的腔体后，给模具施加6KV的高压静电，溶液中的HgTe量子点将均匀吸附在压印模具的表面，厚度为大约500nm。真空手套箱放气，小心取出吸附了复合HgTe量子点的纳米压印模具，放置在100℃的真空热板上烘干1min，得到表面吸附了复合HgTe量子点薄膜的镍制纳米压印模具。
3)取质量分数为2％的PMMA溶液涂敷在步骤2)得到的印模样品上，待PMMA溶液均匀填充印模浮雕图案后，使用纳米压印机将印模压在二氧化硅基底上，压印温度设置为150℃，压力5MPa，保持压力7min，使PMMA进入复合HgTe量子点薄膜的微小孔隙中，将大部分量子点胶合在一起。随后温度降至60℃后进行脱模，模具表面的复合HgTe量子点薄膜转移到PMMA纳米柱阵列的表面，量子点部分地镶嵌在固化后的PMMA纳米柱阵列的表面。
4)将二氧化硅基底在60℃的SC-1，SC-2清洗液中依次浸泡10分钟，再用去离子水冲洗10分钟。取出后用氮气枪吹干并放入烘箱内设置120℃烘干10分钟。把直径50nm长度2μm的银纳米线分散在无水乙醇中，配制好浓度为1mg/mL的银纳米线分散液加入喷墨打印系统中，喷口对准有叉指图案的镂空模板，液滴落在加热到100℃的二氧化硅基底上立即蒸发，形成叉指形银纳米线导电薄膜。
5)配制质量分数为10％的PMMA溶液在3000r/min的转速下，旋涂在步骤4)制得的二氧化硅基底上的银纳米线导电薄膜上，接着将二氧化硅基底加热到270℃退火90s，得到透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜。
6)向热蒸发镀膜机的钟罩内充气一段时间，然后升钟罩，放置步骤5)制备的叉指形银纳米线硬质透明导电薄膜和带有金属引出电极图案的掩模板。将缠绕有蒸发物质(银丝)的蒸发加热源(钨丝)固定到蒸发电极上，清理镀膜室，降下钟罩。打开电源开关，打开“机械泵”开关，接通双热偶程控真空计。接通扩散泵冷水。高阀处于“关”的状态，低阀处于“抽系统”位置。观测系统真空度在3Pa以上以后，将低阀切换到“抽钟罩”位置。观测钟罩内真空度在3Pa以上以后。将低阀置于“抽系统位置”，打开高阀，接通扩散泵开关对扩散泵加热。监测钟罩内真空度。约45min后，当真空度超过4×10-3Pa时，准备镀膜。当真空度达到5×10-3Pa以上时打开“蒸发”开关，调节变压器，逐渐加大电流(小于12A)使银丝预熔(钟罩内真空度同时下降)。当钟罩内真空度恢复到5×10-3Pa以上时，再加大蒸发电流(20A)，镀制时间90s。调节变压器使蒸发电流为0，关高阀，关扩散泵开关，低阀仍处于“抽系统位置”，过5分钟开“充气”，充气完毕后打开钟罩，取出样品获得的银金属电极厚度均为150至200nm，得到两端设置了银金属引出电极的透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜。
7)在高清数码显微镜下操作高精度三轴高精度直线位移台，将透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜的银纳米线叉指对准PMMA纳米柱阵列的端面，再将其覆盖在附着有复合HgTe量子点薄膜的PMMA微纳结构体上，银纳米线薄膜直接与复合HgTe量子点薄膜接触。
上述具体实施例仅为两种较为典型的本发明的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：采用胶体化学法制备多种不同尺寸的复合胶体量子点，并将其均匀混合分散在有机溶液中待用；
步骤2：将制备好的多种尺寸的复合胶体量子点通过静电吸附，均匀地分布在纳米压印模具的表面，形成一层复合胶体量子点薄膜；
步骤3：将液态高分子聚合物注入表面均匀分布了复合胶体量子点薄膜的纳米压印模具，纳米高分子聚合物充分填充纳米压印模具空腔后，使高分子聚合物固化脱模得到高分子聚合物纳米柱阵列，将复合胶体量子点薄膜转移到高分子聚合物纳米柱阵列上；
步骤4：将含有银纳米线的分散液作为喷墨打印系统的墨水，经过有叉指图案的镂空掩模，印刷在二氧化硅或云母基底上，形成叉指图案的银纳米线导电薄膜；
步骤5：在形成叉指图案的银纳米线导电薄膜上旋涂透明高分子聚合物，将叉指图案的银纳米线导电薄膜由二氧化硅或云母基底转移到透明高分子聚合物上，得到透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜；
步骤6：在透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜的两端分别设置信号引出金属电极；
步骤7：把具有叉指图案的透明高分子聚合物银纳米线复合导电薄膜覆盖在附着有复合胶体量子点薄膜的高分子聚合物纳米柱阵列上，叉指图案的银纳米线导电薄膜对准高分子聚合物纳米柱阵列的端面，直接与附着在高分子聚合物纳米柱阵列上面的复合胶体量子点薄膜接触，制备过程结束。
2.根据权利要求1所述的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于：步骤l中所述的胶体量子点是通过调整量子点制备的工艺参数得到的多种不同尺寸混合形成的复合量子点，其大小范围从几纳米到几十纳米不等。
3.根据权利要求1所述的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于：步骤2中复合胶体量子点被分散在有机溶剂中，将可导电的纳米压印模具浸入其中，给纳米压印模具通电后表面带静电；有机溶液中的复合胶体量子点将被静电吸引，均匀附着在纳米压印模具表面，包括纳米压印模具腔体内壁，形成一定厚度的复合胶体量子薄膜后，静电吸引力降低，薄膜厚度不再增加，此时取出模具并烘干。
4.根据权利要求1所述的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于：步骤3的液态高分子聚合物在小于1Pa的真空环境下旋涂填充纳米压印模具腔体；然后用纳米压印机将纳米压印模具压在二氧化硅或云母基底上施加压力并加热到100℃至200℃，保持一段时间，确保高分子聚合物进入复合胶体量子点薄膜的空隙之中，将量子点胶合在一起；降低温度至高分子聚合物的玻璃化转换温度之下，将固化在基底上的高分子聚合物脱模后，复合胶体量子点薄膜的一部分将牢固嵌入高分子聚合物纳米柱阵列表面。
5.根据权利要求1所述的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于：步骤4中的银纳米线的直径为30nm至100mm，长度为0.7um至2um，分散液为有机溶剂，浓度为15mg/ml至5mg/mL，喷墨打印系统的喷嘴直径为10至20um。
6.根据权利要求1所述的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于：步骤4中的有叉指图案的镂空掩模的叉指图案，指间距和高分子聚合物纳米柱阵列的间隔周期一致；进行图案印刷时，对二氧化硅或云母基底进行加热，使液滴落在基底上后迅速蒸发留下银纳米线导电薄膜，防止液滴扩散，破坏叉指图案的形状。
7.根据权利要求1所述的基于量子点和高分子聚合物的光导器件的制备方法，其特征在于：步骤5中的透明高分子聚合物为PMMA或聚酰亚胺。
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