[發(fā)明專利]銀納米晶/半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410038240.0
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103805200A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜玲;茅惠兵;王基慶
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學(xué)
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y20/00
• 代理公司: 上海麥其知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銀納米晶／半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近幾年來，以金屬納米晶、半導(dǎo)體量子點為激活離子的納米發(fā)光材料，由于其優(yōu)越的光學(xué)特性，在微電子、化工、生物工程等領(lǐng)域潛在的廣泛應(yīng)用，開始受到許多國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，通過適當(dāng)?shù)牟牧辖Y(jié)合，能夠很大程度上提高納米材料的光、電、磁等性能。

由于量子尺寸效應(yīng)，半導(dǎo)體量子點的光學(xué)特性與正常尺寸的半導(dǎo)體完全不同，因此而產(chǎn)生了一系列有趣的現(xiàn)象，如尺寸相關(guān)的光致發(fā)光和庫侖阻塞以及這些結(jié)構(gòu)中離散能級的影響。在量子點中，光致發(fā)光源于激子的輻射復(fù)合(即電子-空穴復(fù)合)，但其他非輻射復(fù)合會降低輻射復(fù)合的效率。量子點的光致發(fā)光過程依賴于局部態(tài)密度，微腔中輻射復(fù)合過程也與開放空間有限制區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種銀納米晶／半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料及其制備方法。

本發(fā)明提出的一種銀納米晶／半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料，其包括銀納米晶和CdSe／ZnS量子點，所述銀納米晶和CdSe／ZnS量子點之間由靜電作用結(jié)合而成。其中，所述銀納米晶的直徑為30-50納米，所述CdSe／ZnS量子點的直徑為12-16納米，所述CdSe／ZnS量子點的發(fā)光波長為540-660納米。所述銀納米晶／半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料是通過在常溫常壓下制備的水溶性銀納米晶與油溶性量子點有效結(jié)合在一起而形成的。

本發(fā)明還提出了一種銀納米晶／半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)常溫常壓下，在燒杯中加入去離子水和聚乙烯吡咯烷酮，待完全溶解后，依次加入硝酸銀溶液、氯化鈉溶液；用錫箔紙將燒杯密封，在黑暗中磁性攪拌，得到了氯化銀溶液；

(2)分別配制抗壞血酸溶液、氫氧化鈉溶液，混合后攪拌均勻，得到混合溶液。

(3)取一定量的氯化銀溶液加入至步驟(2)中得到的混合溶液中，攪拌均勻后用錫箔紙將燒杯密封，在黑暗中磁性攪拌，得到銀納米晶黑褐色溶液；

(4)取銀納米晶溶液，經(jīng)離心、清洗、干燥后得到銀納米晶；

(5)將制備得到的銀納米晶完全溶解在甲苯中，加入CdSe／ZnS量子點甲苯溶液，經(jīng)超聲離心清洗，真空烘干后得到產(chǎn)物銀納米晶／半導(dǎo)體量子點復(fù)合納米材料。

本發(fā)明制備方法中，所述銀納米晶與所述CdSe／ZnS量子點的用量比例為2：9-1：2。

本發(fā)明制備方法中，把常溫常壓下制備的水溶性銀納米晶與油溶性的量子點有效結(jié)合。

本發(fā)明制備方法包括了Ag納米晶的制備步驟、以及水溶性Ag納米晶與油溶性量子點的結(jié)合步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在常溫常壓下進(jìn)行，制取方法簡單易行，實驗成本低，而且制備的Ag納米晶以及Ag／CdSe／ZnS量子點復(fù)合納米材料穩(wěn)定性好。

本發(fā)明提出的Ag納米晶和量子點的復(fù)合材料成為研究在不同波長表面等離子體激元共振和量子點之間相互作用的理想材料。Ag納米晶能調(diào)控半導(dǎo)體量子點的輻射壽命，改變其熒光強(qiáng)度。與傳統(tǒng)金屬量子點結(jié)合材料相比，銀納米晶與油溶性量子點結(jié)合的納米材料具有低毒、穩(wěn)定的優(yōu)點，能夠在常溫常壓下保持優(yōu)秀的光學(xué)特性。直接在水溶液中制備銀納米晶的方法制備成本低，操作簡單易行，材料穩(wěn)定性好。本發(fā)明方法制備的Ag-CdSe／ZnS復(fù)合納米材料顆粒形貌均一，分散性良好，發(fā)光效率高。銀納米晶與油溶性量子點結(jié)合后光學(xué)性能優(yōu)異，能廣泛應(yīng)用于電子、化工、生物工程等領(lǐng)域。本發(fā)明制備方法在常溫常壓下進(jìn)行，操作簡單，易于控制，制備成本低，適于廣泛應(yīng)用。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明實施例1中制得的Ag納米晶的SEM圖。

圖2表示本發(fā)明實施例1中制得的Ag納米晶／半導(dǎo)體量子點納米復(fù)合材料的透射電鏡圖，其中，箭頭所指為量子點，中間大黑圓圈為銀納米晶。

圖3表示本發(fā)明實施例1中制得的Ag納米晶／半導(dǎo)體量子點納米復(fù)合材料與量子點的光致熒光光譜對比圖。

圖4表示本發(fā)明實施例2中制得的Ag納米晶／半導(dǎo)體量子點納米復(fù)合材料與量子點的熒光壽命對比圖。

具體實施方式

結(jié)合以下具體實施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的保護(hù)內(nèi)容不局限于以下實施例。在不背離發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變化和優(yōu)點都被包括在本發(fā)明中，并且以所附的權(quán)利要求書為保護(hù)范圍。實施本發(fā)明的過程、條件、試劑、實驗方法等，除以下專門提及的內(nèi)容之外，均為本領(lǐng)域的普遍知識和公知常識，本發(fā)明沒有特別限制內(nèi)容。