[发明专利]基于纳米结构界面的聚合物-量子点光致发光器件的制备

说明书

基于纳米结构界面的聚合物‑量子点光致发光器件的制备，属于量子点光致发光器件制备领域。包括以下步骤：聚合物材料制备需甲基丙烯酸酯类单体，乙醇，光敏剂，混合均匀无需加热。将AAO模板固定在玻璃片上，放在培养皿中。在暗室将制备好的材料均匀涂在模板上，抽真空一夜。取出后，利用绿光LED灯光固化2‑2.5h。按照一定比例将去离子水：盐酸：CuCl2配制成溶液，将模板放入，置换反应完成后，用去离子水清洗表面杂质，后放入氢氧化钠溶液中超声，清洗。配制一定浓度的量子点溶液滴涂到样品表面，抽真空至溶剂蒸发。利用本发明实现量子点发射特性调控以及制备有序的纳米结构，流程简单、成本低廉，原材料可替代性强。

技术领域

本发明涉及一种利用模板转印法制备光致聚合物与量子点自支撑光致发光器件的方法，属于发给器件技术领域。

背景技术

胶体量子点(CQD)具有窄发射光谱和高量子产率的优点，在显示，生物医学传感等领域作为光源发挥着重要的应用。发射波长是发光器件的重要指标，因此实现CQD的波长可调发射可以促进其在激光和光致发光(PL)等方面应用的进一步发展。在目前的研究中，通过不同的合成方法来改变CQD的类型，大小或核/壳结构，以及不同浓度的CQD配合金属纳米结构的表面等离激元效应实现CQD的发射波长调控。这两种方式工艺复杂，成本高昂，因此通过简易低廉的方法完成对CQD发射波长的控制对实现CQD发光器件的量产化至关重要。用于大面积光学器件制造的材料中光致聚合物具有低成本，可大面积加工和自显影等多种优势。光致聚合物最大的优势在于无需干湿法结合即可制备有序的结构。与此同时，利用光致聚合物实现小于100nm的大面积聚合物结构的制备仍是挑战。光刻，磁控溅射，离子束刻蚀等方法均可以进行小于100nm聚合物结构的制备但完成大面积结构制备仍是难题，模板转印法作为大面积制备结构制备的技术具有独特优势。因此我们提出了通过阳极氧化铝(AAO)模板转印制备光致聚合物与量子点自支撑光致发光器件的方法，实现了量子点发射波长的调控。

发明内容

在本发明中，利用AAO模板转印方法研发了一种具有纳米结构的自支撑的波长可调谐聚合物/CQDs光致发光器件。

本发明利用成本低廉的甲基丙烯酸酯类光致聚合物制备了不同尺寸(100nm)的纳米结构，实现了CQDs发射波长的调控。

本发明采用的制备材料包括AAO模板、CdSe量子点、甲基丙烯酸甲酯类光致聚合物材料、光敏剂，盐酸，氢氧化钠等，制备与测试装置为LED光源、飞秒激光器、连接的数据线、光谱仪，样品台。

制备具有纳米结构的自支撑的波长可调谐聚合物/CQDs器件的方法，包括以下步骤：

(1)聚合物材料制备需甲基丙烯酸酯类单体、乙醇、光敏剂，将以上三种材料按照100：(30-70)：(0.5-1.5)的质量比混合均匀，搅拌均匀，无需加热；

(2)用胶带将AAO模板固定在玻璃片上，注意将模板的边沿压平，防止材料溢出模板，放在培养皿中；在暗室将步骤(1)制备好的材料均匀涂在AAO模板上，抽真空干燥，取出后，利用绿光LED灯光固化2-2.5h；配制CuCl₂的盐酸溶液，将固化后的模板放入，进行置换反应，完成后，用去离子水清洗表面杂质，后放入氢氧化钠溶液中超声，然后用去离子水清洗，吹干后观察，直至无表面颜色差异；

(3)配制CdSe量子点溶液，溶剂为二甲苯，滴涂量子点溶液在步骤(2)处理后的样品表面，抽真空至表面溶剂蒸发完毕。

步骤(2)所述的AAO模板为在Al基板上有一层氧化铝多孔膜。

步骤(1)制备好的材料均匀涂在AAO模板上，填满AAO模板的孔还高出一段；用CuCl₂的盐酸溶液将AAO模板中的Al基板刻蚀掉，然后用氢氧化钠溶液刻蚀掉AAO模板对应的氧化铝多孔膜，剩下单纯的表面带有凸起的聚甲基丙烯酸酯类聚合物板；