一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米晶体领域，具体地涉及一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂及方法。
【背景技术】
[0002]作为纳米晶体的一个典型代表，CdSe纳米晶体的性质和相关应用被广泛研宄。在数年前就已经有研宄者报道过单个CdSe纳米晶体中的量子限制Stark效应。基于CdSe的核壳结构(MSe/CdS纳米晶体显示出对Auger效应的抑制。CMSe和基于CMSe的纳米晶体还被用来实现全彩色的显示器件。
[0003]纳米晶体的形状和尺寸作为其性质表现的基础受到大家的重视。在CdSe纳米晶体的尺寸控制方面已经有很多报道。在三氯甲烷溶液中的光化学刻蚀法就被用来裁剪CdSe纳米晶体的形状和尺寸。3-氨基-1-丙醇和水的混合物可以对CMSe纳米晶体进行缓慢的化学刻蚀，并通过光谱和结构分析来证明刻蚀结果。通过酸处理和Se的热解吸附，CdSe纳米线被刻蚀到原来尺寸的60%左右。H2O2被用来刻蚀CdSe纳米晶体以得到全色光发射。另外，离子交换也是纳米晶体刻蚀的一种常用的有效方法。但是，在以往的报道中，离子交换刻蚀法经常会在刻蚀的同时产生新的纳米晶体。这在某种程度上对纳米晶体的刻蚀和想要得到的结果带来一定的不利影响。在对纳米晶体尺寸进行裁剪的同时，不产生新的纳米晶体这个问题值得研宄。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是提供一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂。
[0005]本发明还要解决的技术问题在于提供一种胶体CdSe纳米晶体的蚀刻方法，该方法可以简便的实现对纳米晶体尺寸的裁剪，同时不产生新的纳米晶体，可控性强，无附加物的产生。
[0006]技术方案:为实现上述技术目的，本发明提出了一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂，所述的蚀刻剂包含醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉，其中，醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉的摩尔比为1: (10?15): (10?15)。优选地，所述蚀刻剂中醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉的摩尔比为 1: 12: 12。
[0007]本发明进一步提出了一种胶体CdSe纳米晶体的蚀刻方法，其利用上述的蚀刻剂完成蚀刻步骤。
[0008]具体地，上述蚀刻过程包括如下步骤:
[0009]将CdSe纳米晶体、十八胺和十八烯一起装入反应器中，开启磁力搅拌，在氩气环境下加热到100?130°C，上述CdSe纳米晶体可用常规的方法进行制备。
[0010](2)向上述反应器中加入醋酸铜的三丁基膦溶液并稳定10?20min分钟，然后将上述反应液加热至220?250°C ；
[0011](3)向步骤⑵得到的反应液中加入砸和硬脂酸锌进行蚀刻反应，通过控制反应时间和醋酸铜、砸和硬脂酸锌的加入量来调节蚀刻的程度。
[0012]优选地，在步骤(I)中，CdSe纳米晶体、十八胺和十八烯的用量比为0.05mmol ； I ?3ml ； 10 ?15ml 0
[0013]有益效果:与现有技术相比，本发明的蚀刻剂原料简单，成本低廉，利用本发明的蚀刻剂对CdSe纳米晶体进行蚀刻，可以方便地实现CdSe纳米晶体尺寸的裁剪，可以实现对CdSe纳米晶体的发光峰从红光到蓝光的宽范围刻蚀，且荧光光谱半高宽较窄，同时，刻蚀过程中CdSe纳米晶体形貌和组成元素不发生改变，且无任何附加产物，可控性强，重复性好。
【附图说明】
[0014]图1为CdSe纳米晶体刻蚀过程示意图；
[0015]图2为不同反应时间的CdSe纳米晶体的吸收光谱，荧光光谱和紫外灯照射下的数码照片；
[0016]图3为不同反应时间的CdSe纳米晶体的透射电镜图；
[0017]图4为不同反应时间的CdSe纳米晶体的X射线衍射图。
【具体实施方式】
[0018]本发明提供了一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂，其特征在于，所述的蚀刻剂包含醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉，其中，醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉的摩尔比为1: (10?15): (10?15)。利用上述蚀刻剂进行蚀刻的步骤包括:
[0019](I)将CdSe纳米晶体、十八胺和十八烯一起装入反应器中，开启磁力搅拌，在氩气环境下加热到100?1300C ；
[0020](2)向上述反应器中加入醋酸铜的三丁基膦溶液并稳定10?20min分钟，然后将上述反应液加热至220?250°C ；
[0021](3)向步骤⑵得到的反应液中加入砸和硬脂酸锌进行蚀刻反应，通过控制反应时间和醋酸铜、砸和硬脂酸锌的加入量来调节蚀刻的程度。
[0022]本发明的蚀刻过程图如图1所示。首先，Cu2+被Se2I原成Cu+，然后Cd2+和Cu +离子交换，这样CdSe就被刻蚀掉。
[0023]下面通过具体的实施例详细说明本发明。
[0024](一 )原始CdSe纳米晶体制备
[0025]将1.9g砸粉和8.2g三丁基膦(TBP)超声溶解备用；将0.0128g氧化镉(CdO)、
0.6779g油酸(OA)和4.3093g十八烯(ODE)置于三口烧瓶中，并利用氩气排出反应系统中的空气；将上述反应物加热至230°C使溶液澄清；然后将上述溶液冷却至室温后加入IgODA和3ml OA的混合物并利用氩气排除空气；将反应溶液加热至260°C，稳定后迅速注入浓度为2.4M Se的TBP溶液0.25ml，反应进行20分钟后停止，对反应生成的CdSe纳米晶体通过离心沉淀进行提纯，结果得到约0.0lmmol的CdSe纳米晶体，将得到的CdSe纳米晶体溶解于甲苯或正己烷中备用。
[0026]( 二)CdSe纳米晶体的刻蚀
[0027](I)将制备好的原始 CdSe 纳米晶体(0.0025mmol)、ODA(Iml)，ODE (12ml)置入三口烧瓶中，在氩气环境下加热至120°C ;
[0028](2)将Iml浓度为0.02M的CuACj^ TBP溶液注入上述溶液中并在120°C下稳定15分钟，然后将溶液加热至240°C ；
[0029](3)往上述液体中先后加入砸(0.1ml X 2.4M)和硬脂酸锌/TBP (1.2mlX0.2M)，控制刻蚀反应时间。
[0030]粒径的变化通过TEM照片和PL谱计算得到。由TEM照片、X射线衍射谱和元素分析可知刻蚀过程中CdSe纳米晶体的形貌和组成元素。
[0031]蚀刻结果:
[0032]如图2所示，图2为刻蚀过程中CdSe纳米晶体的吸收光谱(左)、荧光光谱(右)和紫外灯照射下的数码照片(右图插图)，从图中可以看出，随着蚀刻时间的增加，CdSe纳米晶体的发光峰从红光变到到蓝光，同时粒径不断减小，如图3所示。具体来说，原始CdSe纳米晶体粒径为5.6nm，光致发光峰位为619nm，经过40分钟的刻蚀反应后得到的CdSe纳米晶体粒径为2.6nm，光致发光峰位为526nm。从图4可以看出，在整个蚀刻过程中，CdSe纳米晶体的形貌和组成元素未发生改变。
[0033]综上所述，本发明的方法可以简便的实现对纳米晶体尺寸的裁剪，同时不产生新的纳米晶体，可控性强，无附加物的产生。
【主权项】
1.一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂，其特征在于，所述的蚀刻剂包含醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉，其中，醋酸铜、硬脂酸锌和砸粉的摩尔比为1: (10?15): (10?15)。2.一种胶体CdSe纳米晶体的蚀刻方法，其特征在于，用权利要求1所述的蚀刻剂进行蚀刻。3.根据权利要求2所述的胶体CdSe纳米晶体的蚀刻方法，其特征在于，所述蚀刻包括如下步骤: (1)将CdSe纳米晶体、十八胺和十八烯一起装入反应器中，开启磁力搅拌，在氩气环境下加热到100?130。。； (2)向上述反应器中加入醋酸铜的三丁基膦溶液并稳定10?20min分钟，然后将上述反应液加热至220?250°C ； (3)向步骤(2)得到的反应液中加入砸和硬脂酸锌进行蚀刻反应，通过控制反应时间和醋酸铜、砸和硬脂酸锌的加入量来调节蚀刻的程度。4.根据权利要求3所述的胶体CdSe纳米晶体的蚀刻方法，其特征在于，步骤⑴中，CdSe纳米晶体、十八胺和十八烯的用量比为0.05mmol: I?3ml: 10?15ml。
【专利摘要】本发明公开了一种用于胶体CdSe纳米晶体的蚀刻剂，所述的蚀刻剂包含醋酸铜、硬脂酸锌和硒粉，其中，醋酸铜、硬脂酸锌和硒粉的摩尔比为1∶(10～15)∶(10～15)。本发明同时提出了用上述蚀刻剂蚀刻CdSe纳米晶体的方法。利用本发明的方法可以使CdSe纳米晶体由最初的5.6nm刻蚀到2.6nm。本发明的蚀刻剂原料简单，成本低廉，利用本发明的蚀刻剂对CdSe纳米晶体进行蚀刻，可以方便地实现CdSe纳米晶体尺寸的裁剪，可以实现对CdSe纳米晶体的发光峰从红光到蓝光的宽范围刻蚀，且荧光光谱半高宽较窄，同时，刻蚀过程中CdSe纳米晶体形貌和组成元素不发生改变，且无任何附加产物，可控性强，重复性好。
【IPC分类】C01B19/04
【公开号】CN104891452
【申请号】CN201510290806
【发明人】杨伯平, 段文勇, 杨晓冬
【申请人】盐城工学院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月29日