[发明专利]一种测量量子点的发光光谱随温度变化规律的装置及方法

说明书

本发明提供一种测量量子点的发光光谱随温度变化规律的装置及方法，装置包括蓝光或紫外LED照明光源，设置在蓝光或紫外LED照明光源上的空心圆柱体，设置在空心圆柱体中间的镀有量子点薄膜的透明薄片，环绕在空心圆柱体上的电阻丝，内插在电阻丝和空心圆柱体外表面之间的万用表温度探头，固定在空心圆柱体顶端的光电探头。点亮LED照明光源后利用电阻丝加热空心圆柱体内的量子点薄膜，利用光电探头采集经过LED照明光源照射量子点膜所形成的发光光源的信号，根据获得的不同温度下量子点的发光光谱等发光特性参数，获得量子点的发光光谱等随温度变化的规律。

技术领域

本发明涉及测量量子点的发光光谱随温度变化规律的装置及方法，特别涉及一种可实现测量多种量子点发光光谱随温度变化规律的装置。

背景技术

量子点是把导带电子、价带空穴及激子在三个空间方向上束缚住的半导体纳米结构。量子点的电子运动在三维空间都受到了限制，因此有时被称为“人造原子”、“超晶格”、“超原子”或“量子点原子”，是20世纪90年代提出来的一个新概念。这种约束可以归结于静电势(由外部的电极、掺杂、应变、杂质产生)，两种不同半导体材料的界面(例如：在自组量子点中)，半导体的表面(例如：半导体纳米晶体)，或者以上三者的结合。量子点具有分离的量子化的能谱。所对应的波函数在空间上位于量子点中，但延伸于数个晶格周期中。一个量子点具有少量的(1-100个)整数个的电子、空穴或空穴电子对，即其所带的电量是元电荷的整数倍。

量子点又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。基于量子效应，量子点在太阳能电池，发光器件，光学生物标记等领域具有广泛的应用前景。科学家已经发明许多不同的方法来制造量子点，并预期这种纳米材料在二十一世纪的纳米电子学(nanoelectronics)上有极大的应用潜力。

目前市场上量子点照明和显示产品的性能都或多或少的受温度变化的影响：随着温度的升高，量子点发光光谱会红移，发光强度也会减弱；温度过高，量子点发光会失效。因此，测量量子点发光光谱随温度的变化的规律很有意义，可以研究温度对量子点的发光特性是如何产生影响的。目前，尚未见到测量量子点的发光光谱随温度变化规律的装置及方法的报道。现有的积分球尽管可以用于测量发光光谱，但是，积分球不易加温和控制温度，制作成本高，不适合于不同温度下量子点发光光谱的快速、准确检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量量子点的发光光谱随温度变化规律的装置及方法，可以得到量子点发光特性随温度变化的规律。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种测量量子点的发光光谱随温度变化规律的装置，该装置包括激发光源、光谱检测模块、加热电阻丝、温度检测模块以及导热空心柱体，所述加热电阻丝以及温度检测模块的温度探头设置在导热空心柱体上，激发光源设置在导热空心柱体的一端，光谱检测模块的光电探头设置在导热空心柱体的另一端，导热空心柱体内设置有用于固定量子点的导热透光片，导热透光片与导热空心柱体接触，导热透光片与所述光电探头以及激发光源之间分别通过气体阻热层间隔。

所述激发光源采用LED光源，导热空心柱体的一端设置在LED光源的散热基板上。

所述导热空心柱体与LED光源的散热基板之间设置有隔热板，或者，所述导热空心柱体上加热电阻丝的设置位置与所述导热透光片的设置位置对应。

所述导热空心柱体采用分体结构，由内部相连通的两段拼接而成，导热透光片设置于两段之间。

所述激发光源选自蓝光或紫外光源；导热透光片采用玻璃、晶体或塑料制成；所述气体选自空气；所述温度检测模块采用万用表或温度计，所述光谱检测模块选自光谱仪。

所述装置还包括与所述加热电阻丝相连的可调节电压的电源。