一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法，其采用配体辅助再沉积技术以（3

【技术实现步骤摘要】
一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法


[0001]本专利技术属于钙钛矿量子点
，具体涉及一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法。

技术介绍

[0002]钙钛矿量子点作为光电子领域的明星材料，由于其独特光物理特性，如发光谱线窄、发光效率高、单色性好和发光波长可调谐等特点，在太阳能电池、光电探测器、发光二极管（LED）和激光等各个领域显示出了良好的应用前景。其中全无机钙钛矿量子点（CsPbX3, X=Cl, Br, I）具有极高的荧光量子产率（高达90%），荧光波长可调且覆盖整个可见光波段（400
‑
750 nm）及较窄的发光光谱半峰宽（12
‑
42 nm）从而引起了学术界及产业界的广泛关注。
[0003]近年来，人们发现铅卤钙钛矿在非线性光学（NLO）方面也具有较大的发展潜力。与传统的非线性材料相比，钙钛矿CsPbX3量子点的非辐射复合率较低，具有低的激发能以及较长的载流子寿命。不同卤素，不同形貌的铅卤钙钛矿随发射光波长不同，相应的激发能量也有较大差异。因此，可以根据具体的需要，通过改变不同离子，实现禁带宽度调节，同时材料的结构和性质可得到调整，这使其具有可调的发光光谱( 覆盖整个可见光谱) 和可调整的光学特性来获得理想的材料应用于非线性光学领域。Walters首次研究了CH3NH3PbBr3体材料中的双光子吸收，证实钙钛矿晶体材料可以作为非线性吸收体和发射体。Wang研究CsPbBr3量子点的多光子吸收和发射性质，通过800 nm飞秒激光激发下的Z
‑
扫描实验进一步计算出CsPbBr3量子点具有大的双光子吸收截面的值。Liu制备了系列的CsPbX3量子点并在787 nm飞秒激光激发下进行Z
‑
扫描实验，证明了CsPbX3纳米晶材料有良好的非线性特性，而且CsPbCl3具有比CsPbI3更稳定的结构。但是目前CsPbX3量子点的非线性光学性质的研究仍处于初级发展阶段，对于不同卤素之间的非线性光学性质的比较描述较少，尤其在光限幅这一领域仍需要更多的研究工作。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法，其采用配体辅助再沉积技术以APTES和油酸为配体，并通过阴离子交换反应调节量子点溶液的颜色，制备了不同类的全无机钙钛矿量子点。通过Z
‑
扫描法测试不同卤素配比的CsPbX3量子点，观察不同卤素配比的CsPbX3量子点非线性吸收和光限幅性能变化，总结其非线性特性变化的规律。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法，包括以下步骤：1）前驱液配制：称取CsX和PbX2溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌均匀制成前驱体，其中X为Cl、Br或I；然后将（3
‑
氨基丙基）三乙氧基硅烷和油酸加入到前驱体中，超声震荡后得到前驱液；通过调整CsX和PbX2的组合物中Cl、Br、I的配比制成多种前驱液；
2）CsPbX3量子点溶液的制备：将各种前驱液分别注入甲苯中并搅拌，获得有不同颜色荧光的CsPbX3量子点;3）CsPbX3量子点溶液的测试：通过Z
‑
扫描法测试不同配比的CsPbX3量子点，得到不同卤素配比的CsPbX3量子点非线性吸收和光限幅性能变化曲线；4）根据步骤3）总结出的不同卤素配比的CsPbX3量子点非线性吸收和光限幅性能变化曲线选取最适宜的卤素配比，以实现非线性光限幅性能的调控。
[0006]进一步的，步骤1）先驱液中CsX可为：CsCl、CsBr、CsI2的一种或两种混合物；PbX2可为：PbCl2、PbBr2、PbI2的一种或两种混合物。
[0007]进一步的，步骤3）中Z
‑
扫描法所采用的是Beamtech公司生产的Dawa
‑
S型纳秒激光器，光源为调Q Nd:YAG脉冲激光系统，输出波长为532 nm，脉宽为7 ns，重复频率为10 Hz。
[0008]进一步的，步骤2）中搅拌速度为3000 rpm。
[0009]由上述制备方法制得的CsPbX3量子点，发光谱线窄、发光波长可调谐，可以根据具体的需要，通过改变不同离子，实现禁带宽度调节，同时材料的结构和性质可得到调整，这使其具有可调的发光光谱( 覆盖整个可见光谱) 和可调整的光学特性来获得理想的材料。而且制备出的CsPbX3量子点具有良好的光限幅特性，从而成为光限幅领域应用的理想材料。
[0010]说明书附图图1为CsPbBr3量子点溶液的TEM图；图2为CsPbX3量子点溶液的PL曲线图；图3为CsPbX3量子点溶液的（a）Z
‑
扫描曲线，（b）光限幅曲线。
具体实施方式
[0011]为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，以下实例将对本专利技术做进一步说明，但并非用以限制本专利技术的范围。
[0012]实施例1称取一定比例的CsBr和PbBr2溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺（DMF）中，搅拌均匀制成前驱体，然后再将配体APTES和油酸加入到前驱体中，超声震荡得到澄清透明的先驱液。最后取先驱液加入到剧烈搅拌的甲苯溶液中，获得有绿色荧光的CsPbBr3量子点溶液。将量子点溶液装于光程为2 mm石英比色皿中进行Z
‑
扫描测试，入射光经衰减器后由分束镜进行分束，通过透镜聚焦后打在样品上。样品在透镜焦点附近沿光路传播方向移动，透过率由两个能量探测器监测，以上所有的测试过程均在室温下进行。
[0013]实施例2称取一定比例的CsX和PbX2溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺（DMF）中，搅拌均匀制成前驱体，然后再将配体APTES和油酸加入到前驱体中，超声震荡得到澄清透明的先驱液。最后在剧烈搅拌下，将前驱体加入到甲苯溶液中，获得CsPbCl
x
Br
(3
‑
x)
或CsPbBr
x
I
(3
‑
x)
量子点溶液。将量子点溶液装于光程为2 mm石英比色皿中进行Z
‑
扫描测试，入射光经衰减器后由分束镜进行分束，通过透镜聚焦后打在样品上。样品在透镜焦点附近沿光路传播方向移动，透过率由两个能量探测器监测，以上所有的测试过程均在室温下进行。
[0014]性能表征：
图1为CsPbBr3量子点溶液的TEM图。由图可见，量子点为球形且具有良好的分散性，平均约在4
‑
5 nm左右。从高分辨透射电镜图可以清晰地看到 CsPbBr3立方相的晶格条纹及（111）晶面。
[0015]图2为CsPbX3量子点溶液的PL曲线图。从图中可以看到量子点的荧光峰位均随着卤素阴离子掺杂组分及其比例由Cl
‑
到Br
‑
再到I
‑
的变化而逐渐向长波长方向移动，也就是通常所说的红移。此外，从CsPb本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.在一种调控钙钛矿量子点非线性光限幅性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）前驱液配制：称取CsX和PbX2溶于N,N
‑
二甲基甲酰胺中，搅拌均匀制成前驱体，其中X为Cl、Br或I；然后将（3
‑
氨基丙基）三乙氧基硅烷和油酸加入到前驱体中，超声震荡后得到前驱液；通过调整CsX和PbX2的组合物中Cl、Br、I的配比制成多种前驱液；2）CsPbX3量子点溶液的制备：将各种前驱液分别注入甲苯中并搅拌，获得有不同颜色荧光的CsPbX3量子点;3）CsPbX3量子点溶液的测试：通过Z
‑
扫描法测试不同配比的CsPbX3量子点，得到不同卤素配比的CsPbX3量子点非线性吸收和光限幅性能变化曲线；4）根据步骤3）总结出的不同卤素配比的CsPbX3量子点非线性吸收和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李巍，王亭亭，郑婵，马雪婷，陈文哲，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：