本发明专利技术公开了一种含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃及其制备方法，属于光电功能玻璃材料制备技术领域。该玻璃配方为：10~15摩尔份ZnO；45~70摩尔份B2O3；15~40摩尔份SiO2；5~10摩尔份(Cs2CO3‑2PbBr2‑2NaBr)。将上述混合均匀的玻璃配方熔融后倒入预热模具中得到原始玻璃，原始玻璃经退火和热处理得到含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃；该玻璃具有良好的透明度和耐候性，其中CsPbBr3量子点超晶格结构在光场作用下产生超荧光现象，可用于显示照明、温度传感、光纤激光器等，是一种极具应用前景的钙钛矿量子点材料。
A Superlattice Glass Containing CsPbBr3 Quantum Dots and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
一种含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃及其制备方法
本专利技术涉及一种含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃及其制备方法，属于光电功能玻璃材料制备
技术介绍
量子点是由原子组成的半径小于其激子玻尔半径的纳米结构。量子点因量子效应而表现出不同于宏观体系的独特低维度物理性能，如多光谱特性、宽激发光谱、高量子效率、可调发射光谱、窄且对称荧光峰等光学性能，量子点的这些光学性能在激光、传感器、光通信、照明显示、太阳能电池等领域有重要应用前景。全无机钙钛矿结构CsPbBr3是一种新兴的量子点，它优异的光电性能使其成为光电功能材料领域的研究热点；但是，CsPbBr3作为一种离子化合物在溶液中极易分解，使得这成为CsPbBr3研究的一个有待解决的技术难题；目前CsPbBr3的制备研究都集中致力于提高CsPbBr3稳定性，以使其在较长时间内得以保存。在玻璃中形成CsPbBr3量子点，克服了其极易分解的缺点。除此之外，玻璃中的CsPbBr3量子点可以形成超晶格结构，在超晶格中有序的CsPbBr3量子点在协同运作时，可自发地对它们的量子力学相位进行同步，并在受到激发时一起发生作用，产生比多个CsPbBr3量子点累加在一起的效果还要强得多的强烈光辐射；这种Dick超辐射（超荧光）可应用在照明显示、量子传感、量子通信和量子计算等领域，但对光源有严格要求，如要具有相同的辐射能量、对光场高的耦合强度以及较长的相干时间等，不仅如此，光源之间还需要存在强相互作用的同时不易受环境的干扰。到目前为止，超荧光现象只在少数原子、分子气体和半导体单晶材料中发现，且尚不能做到利用和应用。本专利技术在玻璃中形成的CsPbBr3量子点超晶格结构为超荧光现象的研究和应用提供了新的途径，拓展了新的内容。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃，该材料制备工艺简单且成本低，玻璃中的CsPbBr3量子点超晶格结构性能优异，适用于光电功能材料领域，所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的配方为：10~15摩尔份ZnO；45~70摩尔份B2O3；15~40摩尔份SiO2；5~10摩尔份(Cs2CO3-2PbBr2-2NaBr)。本专利技术的另一目的在于提供所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的制备方法，按配方称取各原料，混合均匀后放入密闭的坩埚中，把坩埚放入高温电阻炉使玻璃原料融化，熔融后将玻璃融体倒入预热模具中得到原始玻璃，原始玻璃经过退火和热处理后得到含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃。优选的，本专利技术所述高温电阻炉炉膛温度为1150~1250℃，熔融时间为10~25分钟，模具预热温度为330~390℃。优选的，本专利技术所述原始玻璃的退火过程从室温开始，以2~5℃/分钟速度升温，升温到330~390℃后保温2~5小时，最后以2~5℃/分钟速度降温到室温，或者随炉冷却到室温。优选的，本专利技术所述原始玻璃的热处理过程从室温开始，以2~5℃/分钟速度升温，升温到450~525℃后保温2~12小时，最后以2~5℃/分钟速度降温到室温，或者随炉冷却到室温。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术通过在硼硅酸盐玻璃中，调整ZnO、B2O3和SiO2比例得到适宜网络结构的玻璃，调整(Cs2CO3-2PbBr2-2NaBr)加入量控制CsPbBr3量子点数目，调整退火和热处理参数控制CsPbBr3量子点大小。（2）本专利技术成本低，工艺简单，可控性强，可批量生产；所制备玻璃中的CsPbBr3量子点超晶格结构性能优异，可用于照明显示、温度传感、光纤激光器等光电领域。附图说明图1为实施例1的XRD图；图2为实施例2的TEM图；图3为实施例3的变温荧光光谱；图4为实施例4的三维荧光光谱；图5为实施例5的吸收光谱、发光光谱和激励光谱；图6为实施例6的低温荧光光谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1一种CsPbBr3量子点超晶格掺杂玻璃，原料选用市售ZnO、B2O3、SiO2、Cs2CO3、PbBr2、NaBr，其化学摩尔组成为：14ZnO-46B2O3-40SiO2-9(Cs2CO3-2PbBr2-2NaBr)。本实施例所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的制备方法：按其化学摩尔组成称取各原料混合均匀后放入密闭的坩埚，把坩埚放入高温电阻炉使玻璃原料融化，在1150℃熔融25分钟后将玻璃融体倒入预热至330℃的模具中得到原始玻璃；原始玻璃放在马沸炉中从室温开始以2.5℃/分钟速度升温，升温到330℃后保温2小时，以2.5℃/分钟速度降温到室温后再以2.5℃/分钟速度升温，升温到500℃后保温9小时，以2℃/分钟速度降温到室温后得到含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃；该样品的XRD如图1所示，由图可知，玻璃中出现的衍射峰与CsPbBr3的标准卡片PDF#54-0752对应，证明玻璃中析出了CsPbBr3量子点。实施例2一种CsPbBr3量子点超晶格掺杂玻璃，原料选用市售ZnO、B2O3、SiO2、Cs2CO3、PbBr2、NaBr，其化学摩尔组成为：15ZnO-70B2O3-15SiO2-5(Cs2CO3-2PbBr2-2NaBr)。本实施例所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的制备方法：按其化学摩尔组成称取各原料混合均匀后放入密闭的坩埚，把坩埚放入高温电阻炉使玻璃原料融化，在1200℃熔融10分钟后将玻璃融体倒入预热至360℃的模具中得到原始玻璃；原始玻璃放在马沸炉中从室温开始以2℃/分钟速度升温，升温到360℃后保温3小时，以2℃/分钟速度降温到室温后再以2℃/分钟速度升温，升温到475℃后保温12小时，以2.5℃/分钟速度降温到室温后得到含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃；该样品的TEM如图2所示，由图可知，玻璃中析出晶体的晶格间距和CsPbBr3量子点的(200)晶面可以对应，且其尺寸有近50nm，进一步证明玻璃中析出了CsPbBr3量子点超晶格结构。实施例3一种CsPbBr3量子点超晶格掺杂玻璃，原料选用市售ZnO、B2O3、SiO2、Cs2CO3、PbBr2、NaBr，其化学摩尔组成为：15ZnO-45B2O3-40SiO2-10(Cs2CO3-2PbBr2-2NaBr)。本实施例所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的制备方法：按其化学摩尔组成称取各原料混合均匀后放入密闭的坩埚，把坩埚放入高温电阻炉使玻璃原料融化，在1150℃熔融25分钟后将玻璃融体倒入预热至390℃的模具中得到原始玻璃；原始玻璃放在马沸炉中从室温开始以5℃/分钟速度升温，升温到360℃后保温5小时，以5℃/分钟速度降温到室温后再以5℃/分钟速度升温，升温到525℃后保温2小时，随炉冷却到室温后得到含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃；该样品在475nm波长激发下的变温荧光光谱如图3所示，其与文献中CsPbBr3量子点的变温荧光光谱相似，也证明玻璃中析出了CsPbBr3量子点。实施例4一种CsPbBr3量子点超晶格掺杂玻璃，原料选用市售ZnO、B2O3、SiO2、Cs2CO3、PbBr2、NaBr，其化学摩尔组成为：12ZnO-59B2O3-29SiO2-6(Cs2CO3-2PbBr2-2N本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃，其特征在于，所述玻璃的配方为：10~15摩尔份ZnO；45~70摩尔份B2O3；15~40摩尔份SiO2；5~10摩尔份(Cs2CO3‑2PbBr2‑2NaBr)。
【技术特征摘要】
1.一种含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃，其特征在于，所述玻璃的配方为：10~15摩尔份ZnO；45~70摩尔份B2O3；15~40摩尔份SiO2；5~10摩尔份(Cs2CO3-2PbBr2-2NaBr)。2.权利要求1所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的制备方法，其特征在于：按配方称取各原料，混合均匀后放入密闭的坩埚中，把坩埚放入高温电阻炉内使玻璃原料融化，熔融后将玻璃融体倒入预热模具中得到原始玻璃，原始玻璃经过退火和热处理后得到含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃。3.根据权利要求2所述含CsPbBr3量子点超晶格结构玻璃的制备方法，其特征在于：所述高温电阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱建备，曹恩豪，周大成，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53
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