[发明专利]一种Pb1-xSrxSe三元量子点掺杂玻璃及其制备方法

说明书

本发明提供了一种Pb_1‑xSr_xSe(0<x﹤1)三元量子点掺杂玻璃及其制备方法，所述玻璃的组成为：SiO₂：10~50mol%；GeO₂：0~40mol%；Na₂O：15~35mol%；Al₂O₃：1~15mol%；BaO：5~20mol%；SrO：0.5~15 mol%；ZnO：10~20mol%；ZnSe：0.5~5mol%；PbO：0.1~1mol%，上述各组分所占摩尔百分比之和为100%。本发明通过在玻璃配合料中引入SrO，通过热处理使Sr²⁺进入了PbSe量子点形成了一种Pb_1‑xSr_xSe合金量子点，这种量子点的能带宽度除了与尺寸相关，同时随x值的增大而增大；且具有良好的化学稳定性，光学性能优异，是一种极具应用前景的近/中红外发光材料。

技术领域

本发明涉及发光材料和信息功能材料领域，尤其涉及一种Pb_1-xSr_xSe(0&lt;x﹤1)三元量子点掺杂玻璃及其制备方法。

背景技术

量子点是一种准零维的半导体纳米晶，其尺寸小于激子波尔半径，使得量子点内部的载流子运动受限而处于强受限状态，进而展现出许多独特的电学、光学和磁学特性。

IV-VI族量子点(如PbS，PbSe)具有较小的带隙和较大的激子波尔半径而展现出一系列优异的光学性能，IV-VI族量子点的有效带隙可调范围大，能够实现近、中红外波段的可调吸收和辐射。PbSe量子点的吸收和发光波段可以通过调节其带隙来精确调控，由量子限于效应知道量子点的带隙与其尺寸紧密相关，因此一般通过对量子点尺寸的控制来调节量子点的带隙。目前控制玻璃中量子点尺寸的方法主要是改变热处理温度和时间，然而热处理温度和时间的较小改变就能引起量子点尺寸很大的改变，因此仅通过热处理制度不能实现量子点发光波段的精确控制。

现阶段，通过改变量子点的化学组成来改变带隙在硅酸盐玻璃中已有一些报道。例如Zhang J,Liu C,Heo J.Mid-infrared luminescence from Sn-modified PbSequantum dots in silicate glasses[J].Journal of Non-Crystalline Solids,2016,431:93-96报道，在基础玻璃组成50SiO₂–25Na₂O–10BaO–5Al₂O₃–8.2ZnO–1.2ZnSe–0.6PbO(mol％)中加入0.1mol％SnO，经过热处理后，Sn²⁺进入PbSe量子点内部形成了Pb_1-xSn_xSe三元量子点，减小了带隙，获得了中红外发光，不能很好的覆盖近/中红外波段。

§O S A等通过在析出PbSe量子点的玻璃中引入Mn²⁺，经过不同的热处理时间后形成了Pb_1-xMn_xSe三元的量子点，此三元量子点的带隙不同于二元PbSe量子点，可以对Mn含量变化来调整量子点发光波段。但是，以上量子点的发光波段相对较窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种Pb_1-xSr_xSe(0&lt;x﹤1)合金量子点掺杂玻璃，相对于纯PbSe量子点，能带宽度变大，吸收光谱和荧光光谱发生明显的蓝移。

本发明为解决上述技术问题所采用的方案为：