[发明专利]一种ZnSe:Ag量子点表面修饰的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种ZnSe:Ag量子点的表面修饰方法，属于复合纳米微晶材料技术领域。

背景技术

ZnSe是一种重要的直接带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体发光材料，为闪锌矿结构，属面心立方晶体，有较宽的带隙（2.8eV）和较大的结合能（21meV），在室温下禁带宽度直接跃迁发光波长在蓝紫光范围内。对波长范围为0.5-22μm的光具有良好透射性能，基本覆盖可见-红外波段范围，并且材料毒性低，适用于光电器件，生物探测，标记和成像等领域。目前ZnSe量子点发光强度较低，这极大地限制了相关应用。通过过渡元素掺杂可以有效的改善其发光性能。

量子点的原子几乎全为表面原子，这些原子存在大量未配位键，活性很高，容易形成了表面缺陷，表面缺陷往往会降低量子点的荧光效率。当用一种具有比量子点核材料禁带更宽的半导体材料包覆量子点核而形成核/壳结构后，不但能大大提高量子点的荧光效率，还可以钝化了量子点表面的悬空键，将量子点核与外部环境隔离开来，有利于增强量子点的稳定性。

采用宽禁带的无机材料包覆在量子点表面制成的核壳结构能有效提高量子点的荧光强度，大多利用ZnS、CdS 等无机材料包覆CdTe、CdSe 类量子点，近年来也有关于ZnSe/ZnS 量子点的报道。

水相合成的Ag掺杂ZnSe量子点是在分散剂的作用下，让Zn源、Se源和一定量的Ag源在碱性环境下反应生成ZnSe:Ag量子点溶液。该制备过程采用公开的典型水相制备方法。可以后续通过硫脲以及ZnTe表面修饰来减少量子点表面缺陷，以制得ZnSe:Ag/ZnS以及ZnSe:Ag/ZnTe量子点。与传统的油相制备工艺相比，水相工艺操作简单、容易控制、反应温度低，得到的样品溶于水，生物兼容性好。

发明内容

本发明的目的在于提供制备荧光强度高、发光稳定、毒性低的经表面修饰的ZnSe:Ag量子点的方法。

本发明一种ZnSe:Ag量子点表面修饰ZnS的方法其特征在于具有以下的制备过程和步骤：

a.       制备ZnSe:Ag量子点：首先制备Se源，即在100ml梨形瓶中，通入氩气约30min后，依次加入0.8mmolNaBH₄、0.2mmol硒粉(Se)和2ml去离子水反应30min，待黑色硒粉全部消失后即反应完全；其次制备Zn源，即在250ml三口烧瓶中，依次加入0.8mmol硝酸锌、0.024mmol硝酸银、100ml去离子水和200μL 3-巯基丙酸，通入氩气去除溶液中的氧气，然后用2M NaOH调节pH值至9，将三颈烧瓶置于100℃油浴中加热1h，即可得到掺杂Ag的Zn源，即Zn(NO₃)₂(Ag)溶液；最后用注射器将Se源溶液迅速注入到Zn溶液中，继续通氩气并保持100℃油浴，反应4h后得到淡黄棕色透明的ZnSe:Ag量子点溶液；

b.      制备ZnSe:Ag/ZnS量子点溶液：在50mL小烧杯中，依次加入0.2mmol硝酸锌、0.06mmol硫脲、10mL去离子水和50μL 3-巯基乙酸，然后用2M NaOH溶液调节pH至9，用针管缓慢注入之前制备好的ZnSe:Ag量子点的三颈烧瓶中，继续通氩气100℃油浴加热4h，即可得到浅黄棕色透明的ZnSe:Ag/ZnS量子点溶液。

本发明一种ZnSe:Ag量子点表面修饰ZnTe的方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：

a.       制备ZnSe:Ag量子点：首先制备Se源，即在100ml梨形瓶中，通入氩气约30min后，依次加入0.8mmolNaBH₄、0.2mmol硒粉(Se)和2ml去离子水反应30min，待黑色硒粉全部消失后即反应完全；其次制备Zn源，即在250ml三口烧瓶中，依次加入0.8mmol硝酸锌、0.024mmol硝酸银、100ml去离子水和200μL 3-巯基丙酸，通入氩气去除溶液中的氧气，然后用2M NaOH调节pH值至9，将三颈烧瓶置于100℃油浴中加热1h，即可得到掺杂Ag的Zn源，即Zn(NO₃)₂(Ag)溶液；最后用注射器将Se源溶液迅速注入到Zn溶液中，继续通以氩气并保持100℃油浴，反应4h后得到淡黄棕色透明的ZnSe:Ag量子点溶液；