[发明专利]一种复合膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种复合膜及其制备方法与应用，所述复合膜包括：第一薄膜，所述第一薄膜的材料包括近红外量子点；层叠形成在所述第一薄膜表面的第二薄膜，所述第二薄膜的材料为经硅烷偶联剂修饰的富勒烯，所述硅烷偶联剂由YSiX₃表示，其中X为烷氧基，Y为非水解基团，Y中碳链末端含有胺基取代基或巯基取代基，所述富勒烯与硅烷偶联剂之间通过‑Si‑O‑基团相连；在所述第一薄膜和第二薄膜的结合界面处，位于所述第二薄膜表面的富勒烯中表面的胺基或巯基与位于第一薄膜表面的近红外量子点中的表面金属元素结合。通过结合富勒烯、硅烷偶联剂和近红外量子点三者的特性的复合膜能够获得响应速率块以及灵敏度高的近红外探测设备。

技术领域

本发明涉及量子点技术领域，尤其涉及一种复合膜及其制备方法与应用。

背景技术

红外探测器(Infrared Detector)是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。红外辐射是波长介于可见光与微波之间的电磁波，人眼察觉不到。要察觉这种辐射的存在并测量其强弱，必须把它转变成可以察觉和测量的其他物理量。一般说来，红外辐射照射物体所引起的任何效应，只要效果可以测量而且足够灵敏，均可用来度量红外辐射的强弱。现代红外探测器所利用的主要是红外热效应和光电效应。这些效应的输出大都是电量，或者可用适当的方法转变成电量。

然而对于探测器而言红外探测器的灵敏度非常重要。尤其是在长波段，而在长波段往往探测器的吸收较弱，相对弱的吸收所产生的激子不能够迅速的进行传导转移。探测器器件的制备只要两类：一类是采用化学气相沉积技术制备层层薄膜；而另一类是采用近红外量子点作为探测器件的吸收材料。采用胶体量子点做为探测器件的吸收材料制备探测器时会存在响应速率慢以及灵敏度不高的特性。

发明内容

针对以上技术不足，即针对胶体量子点做为探测器件的吸收材料制备探测器时会存在响应速率慢以及灵敏度不高的特性的问题。本发明提供一种量子点与富勒烯的复合膜及其制备方法。

一种复合膜的制备方法，其中，包括如下步骤：

提供量子点溶液；

提供富勒醇，将所述富勒醇与硅烷偶联剂混合后脱水，制备得到硅烷偶联剂修饰的富勒烯，所述硅烷偶联剂由YSiX₃表示，其中X为烷氧基，Y为非水解基团， Y中碳链末端含有胺基取代基或巯基取代基；

提供基板，将所述量子点溶液沉积到所述基板上，形成第一薄膜；

在所述第一薄膜表面沉积所述硅烷偶联剂修饰的富勒烯的碱性溶液，层叠形成第二薄膜，在所述第一薄膜和第二薄膜的结合界面处，使位于所述第二薄膜表面的富勒烯中表面的胺基或巯基与位于第一薄膜表面的近红外量子点中的表面金属元素结合，制备得到所述复合膜。

所述复合膜的制备方法，其中，量子点溶液中，所述量子点为近红外量子点，所述近红外量子点的波长范围为750~3000nm。

所述复合膜的制备方法，其中，量子点溶液中，量子点选自PbS、PbSe、CdTe、AgS、HgS、PbS/CdS、PbSe/CdSe、CdTe/CdS或CdTe/CdSe。

所述复合膜的制备方法，其中，量子点溶液中，量子点表面的配体为巯基羧酸类配体，优选的，选自巯基乙酸（TGA）、巯基丙酸（MPA）、巯基己酸（MHA）、巯基辛酸（MOA）和巯基十一酸（MUA）中的一种或多种。更优选的，选自TGA 和MPA中的一种或两种。

所述复合膜的制备方法，其中，量子点溶液中，量子点的浓度15~60mg/ml，所述量子点溶液中的溶剂选自乙醇、甲醇和水中的一种或几种。

所述复合膜的制备方法，其中，所述的富勒醇的结构式为C_m(OH)_n，其中，28≤m≤104，16≤n≤60，且nm。