[發明專利]一種連續離子層吸附沉積法量子點制備裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710271260.6
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN107245752B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 謝二慶;張澤民;楊佳明;江筱
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C25D21/12
• 分類號: C25D21/12;C25D19/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發明公開了一種連續離子層吸附沉積法量子點制備裝置及其方法，包括控制盒、固定螺桿、固定蓋、旋轉軸、盛液燒杯、連接軸、升降電機、升降桿、基片夾具；采用可編程步進電動機和單片機對實驗過程中的關鍵參數如基底下降速度、浸漬時間、提拉時間、樣品烘干速度、烘干溫度、以及沉積次數等進行精確控制，連續可調；為高效率、大面積、均勻沉積量子點提供可行方案。本發明所述的連續離子層吸附沉積法量子點制備裝置實現了量子點的高效、可靠、大面積制備。該技術將在實驗室甚至工業生產中產生重要的影響和推動。

技術領域

本發明涉及薄膜及其量子點材料制備領域，尤其涉及一種連續離子層吸附沉積法量子點制備裝置及其方法。

背景技術

量子點由于其獨特的電學和光學特性受到了廣泛的關注。最近幾年量子點技術在彩色顯示領域方面得到了廣泛地應用，量子點液晶電視，可以將色域從72％提高到110％，大幅提升了顯示器件的色彩表現力。

量子點的制備主要有兩種途徑，即溶劑熱法和連續離子層吸附反應沉積法。水熱法制備的量子點雖然具有較高的熒光量子產率、較好的單分散性和穩定性，但該方法具有試劑毒性大，實驗成本高等諸多缺點。采用連續離子層吸附反應能夠在基底表面上大面積、均勻地沉積量子點，是目前比較常見的制備量子點方法。連續離子層吸附沉積法基本原理為：首先將基底浸泡在含有量子點源材料的A溶液中，通過表面吸附作用在基底表面形成一層反應源材料薄膜，然后用去離子水(B)沖洗基底，洗去表面多余離子，接著將基底浸泡在第二種源材料溶液C中，此時在基底表面兩種離子發生反應，析出沉淀，沉積到基底表面，最后再次用去離子水沖洗基底(D)，洗去非直接接觸沉淀，得到量子點，通過控制沉積次數，控制量子點負載量及其量子點尺寸。

實驗室采用連續離子層吸附沉積法制備量子點通常都是采用手動操作，市面上沒有一款成型的設備可以代替人力。手動操作主要存在以下問題：

1.實驗精度低；

由于每次浸泡時間段約為30s,人力很難長時間精確控制，導致每個循環浸漬時間不同，進而導致沉積量不同。

2.重復性差；

每次沉積實驗，沉積次數較大，過程中出現的一些問題很難重復，這就為試驗的可重復性帶來了很大的挑戰。

3.時間消耗大；

手動連續離子層吸附沉積法，一次試驗需要三四小時，全程需要實驗員高度集中，不能做其他事，時間耗費大，人力損耗嚴重。此外有些溶劑有毒，實驗員不宜長時間接觸。

發明內容

本發明針對于連續離子層吸附反應沉積法制備量子點存在的問題，設計制備了一種連續離子層吸附沉積法量子點制備裝置及其方法。

本發明的連續離子層吸附沉積法量子點制備裝置包括控制盒、固定螺桿、固定蓋、旋轉軸、盛液燒杯、連接軸、升降電機、升降桿、基片夾具；所述的控制盒通過若干根固定螺桿與固定蓋相連；旋轉軸一端通過軸承與固定蓋固定，另一端與控制盒內的步進電機相連，旋轉軸上固定安裝有連接軸，旋轉軸自轉時，帶動旋轉軸轉動，連接軸與升降電機相連，升降電機上安裝升降桿，升降桿的前端安裝基片夾具；所述的盛液燒杯設置在控制盒上，盛液燒杯與旋轉軸的距離等于升降桿與旋轉軸的距離。

所述的控制盒包括總開關、數字輸入鍵盤、液晶顯示板、電源接口、穩壓電源模塊、大功率步進電機驅動模塊、單片機、步進電機、升降電機驅動電路；

穩壓電源模塊通過穩壓輸送線分別與步進電機驅動模塊、單片機、升降電機驅動電路相連，電源接口通過交流市電輸送線與穩壓電源模塊相連，電源接口受總開關控制，

單片機通過數據線分別與步進電機驅動模塊、升降電機驅動電路、數字輸入鍵盤、液晶顯示板相連；步進電機驅動模塊與步進電機電連接；升降電機驅動電路與升降電機相連。