[发明专利]一种量子点薄膜光谱检测仪器及其使用方法

说明书

本发明属于光电检测技术领域，涉及一种量子点薄膜光谱检测仪器和使用方法，该仪器由量子点电场调控元件和安装在量子点电场元件上的光强探测元件组成，所述量子点电场调控元件，包括两块电极、设置在两电极间的聚合物薄膜，以及嵌入在聚合物薄膜内的胶体量子点，后两者共同组成量子点薄膜；所述光强探测元件，包括外框和安装在外框侧的透光面，其中，透光面置于量子点电场元件方向。本发明能够在光谱检测中实现微型化、便携化，具有制备速度快，测量精度高，加工成本低，使用范围广等特点。

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，涉及一种量子点薄膜光谱检测仪器及其使用方法。

背景技术

量子点是三个维度尺寸都在100纳米以下的准零维的纳米材料，由有限数目的原子组成，其电子各方向上的运动都受到局限，相对于量子阱、线而言，其量子限域效应会更加明显，光学效应会显著增强，量子点具有库伦阻塞效应、量子隧道效应、量子尺寸效应、表面效应等，这些效应使得由量子点构成的微观纳米材料在物理应用方面不同于宏观的体材料。

现有市场上的光谱测量仪器主要分为两类，一类基于色散的原理，利用光栅等色散光学元件将被测光中不同的波长成分在空间上分开，再利用光电传感器测量每种波长成分的光强度，从而得到被测光的光谱信息， 另一类基于光学干涉原理，利用光学薄膜、标准具等干涉光学元件,形成一系列窄带光学滤波器只允许被测光中特定的波长成分穿过滤波器，再用光电传感器测量其强度，通过扫描光学薄膜或标准具的透射光波长,可以获得被测光的完整光谱信息。

基于色散原理的光谱测量仪器，由于不同波长成分的光需要传输一定距离后才能发生明显的分离，因此其尺寸受到有效光程的限制，难以实现微型化。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种量子点薄膜光谱检测仪器及其使用方法，该仪器在外加电压下工作，能够在光谱检测中实现微型化、便携化，具有制备速度快，测量精度高，加工成本低，使用范围广等特点，其具体技术方案如下：

一种量子点薄膜光谱检测仪器，由量子点电场元件和安装在量子点电场元件上的光强探测元件组成，所述量子点电场元件，包括两块电极、设置在两电极间的聚合物薄膜，以及嵌入在聚合物薄膜内的胶体量子点，后两者共同组成量子点薄膜；所述光强探测元件，包括外框和安装在外框侧的透光面，其中，透光面置于量子点电场元件方向。

进一步的，所述电极包括电极基底和电极引脚，所述电极基底选取透明材料，透明材料包括玻璃，所述电极引脚选取金属或金属氧化物，通过光刻、溅射、蚀刻方式进行加工在电极基底的一角上。

进一步的，所述量子点包括一个或多个性质相同的胶体量子点单元；两电极长度为0.1mm~12mm，宽度为0.1mm~12mm，厚度约为100μm，两块电极之间的间距约为1μm ~50μm。

进一步的，所述量子点电场元件外涂有一层透明的绝缘材料。

一种量子点薄膜光谱检测仪器的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤一：选取玻璃材料作为仪器两电极的基底材料，金属或金属氧化物作为电极引脚（3），将电极引脚（3）加工在电极基底（1）上，电极制作完成后用丙酮和去离子水各清洗一遍并进行干燥处理；

步骤二：在两电极间放入嵌入有胶体量子点（2）的量子点薄膜，构成量子点电场元件；

步骤三：在通过上述步骤得到的量子点电场元件外涂上一层透明的绝缘材料，进行绝缘封装处理；

步骤四：在电极引脚（3）处引出导线，分别连接外接电源的正负极给予量子点电场元件电场；

步骤五：利用标准光源及光谱仪，标定在不同外接电压时，量子点电场元件的透射谱；

步骤六：将光强探测元件安装在所述量子点电场元件上，安装时将光强探测元件透光表面置于量子点电场元件方向；

步骤七： 设备工作时，入射光（6）依次穿透过前侧的透明电极基底、量子点薄膜（2）、后侧的透明电极基底、光谱探测元件的透光面（5）；