[发明专利]一种基于静电势阱组装有序量子点阵的方法

权利要求书

1.一种基于静电势阱组装有序量子点阵的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）清洗基片；所述基片为载玻片、石英片或ITO导电玻璃片；

（2）氨基功能化介孔二氧化硅薄膜的制备：以CTAB、Brij-56、F127或P123为模板剂，以TEOS和APTES为硅源，采用蒸发诱导自组装的方式在基片上制备出介孔孔径为2~10nm的不同相结构的氨基功能化有序介孔二氧化硅薄膜；

（3）静电势阱的形成：通过物理或者化学的方法对步骤（2）制备出的薄膜进行减薄，使得薄膜表面仅介孔端带有氨基，再在薄膜表面修饰带负电荷的羧基硅烷自组装单分子膜，使薄膜表面介孔端带有正电荷，其它区域带有负电荷，形成对带负电荷量子点的正电荷静电势阱；

（4）量子点的静电自组装：将经步骤（3）处理的基片置于带负电荷的金胶体溶液中，由于正负电荷之间的静电作用力，在介孔中心量子点与基片相互作用能最小，驱使量子点向介孔中心运动，实现量子点的定位组装，形成有序量子点阵；再对薄膜进行臭氧清洗，去掉表面的羧基。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体步骤为：

（1）配制由TEOS、无水乙醇、去离子水、0.1mol/L盐酸组成的混合溶液，搅拌、回流水解后得到溶胶；在溶胶中加入去离子水和12mol/L盐酸，然后加入APTES，再加入表面活性剂，混合均匀，使溶胶中其中各组分的摩尔比构成如下关系式：(1?x)TEOS：xAPTES：20C₂H₅OH：(x+0.05)HCl：5H₂O：n表面活性剂，其中x代表APTES的摩尔量，0＜x＜1；n代表表面活性剂的摩尔量，表面活性剂为CTAB时，n=0.14；表面活性剂为Brij?56时，n=0.082；表面活性剂为P123时，n=0.01；表面活性剂为F127时，n=0.006；

（2）将配制好的溶胶在基片上浸渍提拉成膜，其提拉速度为14～18cm/min，环境温度25℃，相对湿度RH=45～55%；将制备好的薄膜自然干燥，于110 ℃条件下恒温20~28h，最后置于装有乙醇的索氏提取器中萃取，既得氨基功能化介孔二氧化硅薄膜。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述不同相结构的氨基功能化有序介孔二氧化硅薄膜是指相结构分别为p6mm，Pm3n、P63/mmc、Im3m的氨基功能化有序介孔二氧化硅薄膜。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的物理方法是采用美国FEI的Helios NanoLab双束系统中的聚焦Ga+离子束来完成减膜过程。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的化学方法是采用缓冲腐蚀液对薄膜进行减膜，腐蚀时间为0.5~5min；所述缓冲腐蚀液中质量分数为40%的NH4F与质量分数为49%的HF的质量比为7:1。

6.如权利要求1所述的方法， 其特征在于，步骤（4）所述量子点为金纳米粒子，其粒径为2~10nm。

7.如权利要求1所述的方法， 其特征在于，步骤（4）所述金胶体溶液的质量百分比浓度为55—65%。

8.如权利要求1所述的方法， 其特征在于，步骤（4）所述金胶体溶液的质量百分比浓度为60%。