[發明專利]一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點的制備方法及其產品和應用

在審

• 申請號: 202111497606.7
• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN114231282A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 周賢菊;邵中祥;常乾洋;李麗;相國濤;江莎;謝廣新;李經方
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: C09K11/66
• 分類號: C09K11/66;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;H01L33/50
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明涉及鈣鈦礦材料制備技術領域，屬于一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點的制備方法及其產品和應用技術領域。本發明采用簡單的熱注入合成法制備鈣鈦礦量子點，成功將Mn²⁺摻雜到CsPbCl₃量子點中，部分取代Pb²⁺，本發明的制備方法具有制備過程簡單、制備可重復性強、設備簡易﹑原料低廉等特點，適用于工業化中錳摻雜鈣鈦礦量子點的制備，本發明制備的可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點，具有顆粒尺寸大小均一、分散性好、結晶好的特點，具有高的熱穩定性和光穩定性，且具有相對較高的光學測溫靈敏度，還能夠通過調節Mn²⁺摻雜的濃度來調節錳摻雜鈣鈦礦量子點的靈敏度以及改善LED的性能指標。

技術領域

本發明屬于鈣鈦礦材料制備技術領域，涉及一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點的制備方法及其產品和應用。

背景技術

量子點是納米大小的小型球形狀半導體粒子，也被稱為納米半導體粒子或納米晶體，通常有比激子波爾半徑更小或接近的半徑，僅僅由數個或數十個原子組成，施加電壓會產生自發光，吸收并再釋放同樣波長的光。

簡單化合物鈣鈦礦的化學通式是ABX₃，其中X通常為半徑較小的非金屬元素(如：Cl、Br和I等)。結構為簡單鈣鈦礦CsPbX₃(X＝Cl、Br、I)量子點的量子限域效應相對較弱，尺寸的不均一性和表面陷阱狀態不會對其發光性質有較大的影響，因此CsPbX₃量子點不需要包殼便可獲得超過90％的量子產率。2015年，Protesescu等人用高溫熱注射法成功合成出具有優異光學性能的鈣鈦礦CsPbX₃量子點。2016年，Park等用高溫熱注射法制備出CsPbX₃量子點，并證明其可用作量子光源。因而，鈣鈦礦量子點的研究受到了研究人員的青睞，成為了當今研究領域的一個熱點。

鈣鈦礦量子點因其優異的光電性能，可以將其應用在發光二極管、太陽能電池、光電探測器、液晶顯示器和納米線激光器上。鈣鈦礦量子點具有良好的帶隙和高光吸收系數，所以它可以很容易被紫外光激發，且可以很好吸收激發光的能量；鈣鈦礦量子點還具有高載體遷移率，可以提升器件的光電流。基于鈣鈦礦量子點以上電學性質的優點，所以研究者們將其廣泛應用在光電器件中。但鈣鈦礦量子點的溫度穩定性和量子效率低的問題對其應用產生了較大的影響，在一些高溫場景使得鈣鈦礦量子點的效率變低。

因此，如何提升鈣鈦礦量子點的溫度穩定性和量子效率便成了研究者的一大挑戰，需要對其進行進一步的深入研究。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點的制備方法；本發明的目的之二在于提供一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點；本發明的目的之三在于提供一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點在改善LED燈性能方面的應用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1.一種可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點的制備方法，所述制備方法如所示：

將PbCl₂、MnCl₂、油酸(OA)、油胺(OAm)和十八烯(ODE)混合，在真空條件下進行間歇性攪拌升溫至170～210℃，加入預熱至100℃的油酸銫前驅體，攪拌得到可用于高靈敏度光學測溫的錳摻雜鈣鈦礦量子點。

優選的，所述PbCl₂、油酸(OA)、油胺(OAm)和十八烯(ODE)的質量體積比為0.1112:1.5:1.5:12，g:mL:mL:mL；

所述PbCl₂、MnCl₂、的質量比為0.1112:0.02～0.1。