[发明专利]一种有序排布的硫化铅量子点的可控制备方法

说明书

本发明提供一种有序排布的硫化铅量子点的可控制备方法，属于量子点制备技术领域。该制备方法创新性地采用具有网格结构的二维平面材料作为模板，通过将硫化铅溶胶分散在二维材料上，实现了硫化铅量子点的可控生长和有序分布。整个制备方法简便易实现，可最终制备粒径分布均匀且具有特殊排布的量子点。

技术领域

本发明属于量子点制备技术领域，具体涉及一种有序排布的硫化铅量子点的可控制备方法。

背景技术

量子点又称为纳米晶，其三个维度的尺寸都小于100nm，由少量原子构成，因此形状类似于一点状物，是一种新兴的低维光电材料。由于尺寸的限制导致载流子被约束在三维空间而不能自由运动，因此具有明显的量子限域效应，可以通过控制粒子尺寸来调节吸收光谱。自从1993年，美国麻省理工Bawendi课题小组成功利用有机金属法研究CdX(X＝S，Se，Te)量子点合成后，有关量子点的研究活动蓬勃发展，其制备工艺和光电特性得到了广泛研究，也已成功应用在探测成像、照明、生物医疗、太阳能电池等各个领域。

而在众多的量子点中，Ⅳ-Ⅵ族量子点因其激子玻尔半径大，带隙小而得到广泛关注。其中硫化铅量子点，因其具有高达18nm的激子玻尔半径、能带结构对称、较大的介电常数、良好的光电特性、带隙连续可调等优点而从众多量子点中脱颖而出，被广泛应用在光电探测、发光二极管、太阳能电池、生物示踪等领域。

传统硫化铅量子点的制备方法分为两大类：物理法和化学法。近些年来比较常见的用于合成高质量胶体硫化铅量子点的方法主要包括胶体化学法、气相淀积法、微乳液法、电化学沉积法、模板法和水热法等，合成的量子点经分离提纯后，储存于有机溶剂中以备后续操作。对于利用溶液工艺制备的量子点在未来技术的发展来看，如何组装成集成结构和实现有序排布是非常重要的，其实现的整体性能会优于其任意组份材料。但在目前已有的硫化铅量子点研究成果中，重心多集中于如何缩小硫化铅颗粒尺寸或在后续器件应用中提高性能指标，而对于硫化铅量子点有序排布的报道却几乎没有，且现有的制备方法都无法实现硫化铅量子点有序排布的可控制备。

因此开发一种可以实现硫化铅量子点有序排布的可控制备工艺路线具有创造性意义。

发明内容

针对背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种有序排布的硫化铅量子点的可控制备方法。该制备方法创新性地采用具有网格结构的二维平面材料作为模板，通过将硫化铅溶胶分散在二维材料上，实现了硫化铅量子点的可控生长和有序分布。整个制备方法简便易实现，可最终制备粒径分布均匀的量子点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种有序排布的硫化铅量子点的可控制备方法，包括以下步骤：

步骤1.制备硫化铅溶胶；

步骤2.以具有网格结构的二维平面材料为衬底，将步骤1得到的硫化铅溶胶滴至衬底中心，然后进行匀胶处理；

步骤3.将步骤2匀胶处理后的衬底进行烘干处理；

步骤4.重复步骤2和步骤3，重复次数5～12次，即可制备得到有序排布的硫化铅量子点。

进一步地，步骤1中制备硫化铅溶胶的具体过程为：

步骤1.1.将络合剂溶解到乙二醇中，搅拌混合均匀得到溶液A，其中，络合剂和乙二醇的体积比为1：(8～15)；

步骤1.2.在步骤制备的溶液A中加入铅源，搅拌，得到溶液B；

步骤1.3.将硫源加入乙二醇溶剂中，搅拌混合均匀得到溶液C，其中，溶液C中硫源的浓度为0.1mol/L～1mol/L；

步骤1.4.向步骤1.2制备的溶液B中再次加入乙二醇溶剂，使溶液B再次分散，搅拌均匀，然后静置20～40min，静置结束后取上层清液；