硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法技术

本发明专利技术提供一种硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法，以十八烯‑硒作为硒前驱体，制备硒化银量子点，且在硒化银量子点表面包覆硒硫化银合金壳，以钝化硒化银量子点的表面，减少硒化银量子点的表面缺陷，构建平缓的界面势垒，抑制硒化银量子点的俄歇复合，消除随机方向的局域电场，且硒化银/硒硫化银核壳量子点毒性可忽略，安全可靠；采用全氢聚硅氮烷，在大气氛围及室温下，转化为硒化银/硒硫化银核壳量子点的二氧化硅封装层，可制备工作波长在近红外第二窗口随量子点尺寸连续可调、调制深度大、性能稳定、寿命长、结构简单且环境友好的电光调制器。

Silver selenide / silver selenide core-shell quantum dots, electro-optic modulators and preparation methods

【技术实现步骤摘要】
硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法
本专利技术属于光电子器件领域，涉及一种硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法。
技术介绍
电光调制器是利用电光效应制成的调制器，当把电压加到电光晶体上时，电光晶体的折射率或禁带宽度将发生变化，结果引起通过该晶体的光波特性的变化，实现对光信号的相位、幅度、强度以及偏振状态的调制，其是光通信系统中的关键部件。量子限域结构在外加电场的作用下，会形成内建电场，进而导致半导体的能带发生倾斜，电子-空穴对发生空间分离、波函数交叠量减少，从而引起发光峰和吸收边红移等现象，称为量子限制斯塔克效应。利用该效应，通过改变外加电场，可以控制吸收边的移动，从而调制透射光强度。基于量子阱结构的量子限制斯塔克效应器件已经成功应用于电光调制器，相较于量子阱，量子点的吸收边更加陡峭，吸收边的位置随量子点尺寸调节的范围更大。因此，基于量子点的斯塔克效应电光调制器，可拥有更大的调制深度和随尺寸可调的工作波长。然而，量子点的俄歇复合效率和比表面积都远高于量子阱，且量子点的俄歇复合和表面缺陷会使量子点的表面或周围产生带电载流子，这些带电载流子会产生随机方向的局域电场，而这些局域电场会削弱电光调制器的调制深度。因此，提供一种新型的硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法，实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法，用于解决现有技术中，在基于量子点的斯塔克效应电光调制器中，由于量子点的俄歇复合和表面缺陷，所造成的削弱电光调制器的调制深度的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种硒化银/硒硫化银核壳量子点，所述硒化银/硒硫化银核壳量子点包括：硒化银量子点，所述硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核；硒硫化银合金壳，所述硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点。可选地，在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。本专利技术还提供一种硒化银/硒硫化银核壳量子点的制备方法，包括以下步骤：制备硒化银量子点，所述硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核；基于所述硒化银量子点，制备硒硫化银合金壳，所述硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点。可选地，制备所述硒化银量子点的步骤包括：将硒粉溶解在十八烯中，制备十八烯-硒；采用金属有机制备法，以所述十八烯-硒作为硒前驱体，制备所述硒化银量子点。可选地，基于所述硒化银量子点制备所述硒硫化银合金壳的步骤包括：提供所述硒化银量子点；采用连续离子层吸附反应法，通过逐渐减小所述硒前躯体的注入速度，同时逐渐增加硫前躯体的注入速度，以在所述硒化银量子点的表面形成包覆所述硒化银量子点的所述硒硫化银合金壳，其中，在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。可选地，在所述连续离子层吸附反应法中，反应时间为4h，所述硒前躯体的浓度为0.1mmol/ml，所述硒前躯体的注入速度从2ml/h逐渐减小到0.2ml/h，所述硫前躯体的浓度为0.1mmol/ml，所述硫前躯体的注入速度从0.2ml/h逐渐增加到2ml/h。本专利技术还提供一种电光调制器，所述电光调制器包括依次堆叠设置的：基板；第一电极；功能层，所述功能层包括封装层及位于所述封装层内的硒化银/硒硫化银核壳量子点，在所述硒化银/硒硫化银核壳量子点中，硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核，硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点；第二电极。可选地，所述硒化银/硒硫化银核壳量子点在所述封装层中均匀分布。可选地，在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。可选地，所述封装层包括二氧化硅层、聚甲基丙烯酸甲酯层及树脂层中的一种。本专利技术还提供一种电光调制器的制备方法，包括以下步骤：提供基板，在所述基板的表面上形成第一电极；于所述第一电极的表面上形成功能层，所述功能层包括封装层及位于所述封装层内的硒化银/硒硫化银核壳量子点，在所述硒化银/硒硫化银核壳量子点中，硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核，硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点；于所述功能层的表面上形成第二电极。可选地，形成所述功能层的步骤包括：制备所述硒化银量子点；基于所述硒化银量子点，制备所述硒化银/硒硫化银核壳量子点；基于所述硒化银/硒硫化银核壳量子点，于所述第一电极的表面形成所述功能层。可选地，制备所述硒化银量子点的步骤包括：将硒粉溶解在十八烯中，制备十八烯-硒；采用金属有机制备法，以所述十八烯-硒作为硒前驱体，制备所述硒化银量子点。可选地，基于所述硒化银量子点制备所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的步骤包括：提供所述硒化银量子点；采用连续离子层吸附反应法，通过逐渐减小所述硒前躯体的注入速度，同时逐渐增加硫前躯体的注入速度，以在所述硒化银量子点的表面形成包覆所述硒化银量子点的所述硒硫化银合金壳，获得所述硒化银/硒硫化银核壳量子点，其中，在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。可选地，在所述连续离子层吸附反应法中，反应时间为4h，所述硒前躯体的浓度为0.1mmol/ml，所述硒前躯体的注入速度从2ml/h逐渐减小到0.2ml/h，所述硫前躯体的浓度为0.1mmol/ml，所述硫前躯体的注入速度从0.2ml/h逐渐增加到2ml/h。可选地，基于所述硒化银/硒硫化银核壳量子点，于所述第一电极的表面形成所述功能层的步骤包括：将所述硒化银/硒硫化银核壳量子点分散于正丁醚中，形成第一混合分散液；将所述第一混合分散液与全氢聚硅氮烷混合，形成第二混合分散液；将所述第二混合分散液涂覆于所述第一电极的表面，以获得所述功能层。可选地，在形成所述第一混合分散液时，所述硒化银/硒硫化银核壳量子点与所述正丁醚的质量比为1:5；在形成所述第二混合分散液时，所述第一混合分散液与所述全氢聚硅氮烷的质量比为1:1。如上所述，本专利技术的硒化银/硒硫化银核壳量子点、电光调制器及制备方法，以十八烯-硒作为硒前驱体，可制备吸收边较陡峭的硒化银量子点，且硒化银量子点的吸收边在近红外第二窗口随尺寸连续可调，基于硒化银量子点的电光调制器，可拥有较大的调制深度且工作波长在近红外第二窗口随硒化银量子点尺寸连续可调；在硒化银量子点表面包覆硫元素自核向壳的方向延伸且含量逐渐增加的硒硫化银合金壳，可钝化硒化银量子点的表面，以减少硒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硒化银/硒硫化银核壳量子点，其特征在于，所述硒化银/硒硫化银核壳量子点包括：/n硒化银量子点，所述硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核；/n硒硫化银合金壳，所述硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点。/n

【技术特征摘要】
1.一种硒化银/硒硫化银核壳量子点，其特征在于，所述硒化银/硒硫化银核壳量子点包括：
硒化银量子点，所述硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核；
硒硫化银合金壳，所述硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点。


2.根据权利要求1所述的硒化银/硒硫化银核壳量子点，其特征在于：在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。


3.一种硒化银/硒硫化银核壳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备硒化银量子点，所述硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核；
基于所述硒化银量子点，制备硒硫化银合金壳，所述硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，制备所述硒化银量子点的步骤包括：
将硒粉溶解在十八烯中，制备十八烯-硒；
采用金属有机制备法，以所述十八烯-硒作为硒前驱体，制备所述硒化银量子点。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，基于所述硒化银量子点制备所述硒硫化银合金壳的步骤包括：
提供所述硒化银量子点；
采用连续离子层吸附反应法，通过逐渐减小所述硒前躯体的注入速度，同时逐渐增加硫前躯体的注入速度，以在所述硒化银量子点的表面形成包覆所述硒化银量子点的所述硒硫化银合金壳，其中，在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在所述连续离子层吸附反应法中，反应时间为4h，所述硒前躯体的浓度为0.1mmol/ml，所述硒前躯体的注入速度从2ml/h逐渐减小到0.2ml/h，所述硫前躯体的浓度为0.1mmol/ml，所述硫前躯体的注入速度从0.2ml/h逐渐增加到2ml/h。


7.一种电光调制器，其特征在于，所述电光调制器包括依次堆叠设置的：
基板；
第一电极；
功能层，所述功能层包括封装层及位于所述封装层内的硒化银/硒硫化银核壳量子点，在所述硒化银/硒硫化银核壳量子点中，硒化银量子点作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的核，硒硫化银合金壳作为所述硒化银/硒硫化银核壳量子点的壳，且所述硒硫化银合金壳包覆所述硒化银量子点；
第二电极。


8.根据权利要求7所述的电光调制器，其特征在于：所述硒化银/硒硫化银核壳量子点在所述封装层中均匀分布。


9.根据权利要求7所述的电光调制器，其特征在于：在所述硒硫化银合金壳中，自所述核向所述壳的方向延伸，硫元素的含量逐渐增加。


10.根据权利要求7所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘桂芝，周尧，蒋小强，何云，吴国平，
申请(专利权)人：上海南麟电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31