一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点及其制备方法

本发明属于钙钛矿量子点材料制备领域，具体涉及一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点及其制备方法。

背景技术：

1、量子点又被称为纳米晶，指半径小于或接近于激子玻尔半径的半导体纳米晶粒。由于其三个维度的尺寸都处于纳米级别，因此受到了很强的量子限域效应影响，从而使得量子点具有优异的光电特性。在众多量子点中，钙钛矿量子点由于其大的荧光量子产率，窄的发射光谱半峰宽和载流子迁移率高等优点被广泛应用在太阳能电池、光电探测器、发光二极管（led）等光电设备中，并受到人们广泛关注，其中cspbbr3量子点由于其突出的发光性能和荧光波长可调的优势成为近年来的研究热点。

2、随着研究的深入，人们发现cspbbr3钙钛矿量子点具有优异的三阶非线性光学特性，包括大的非线性吸收特性，这使得其在光限幅材料方面有着很大的应用潜力。光限幅是指当材料被激光照射时，在低强度激光下材料具有高的透过率，在高强度激光下具有低的透过率。光限幅过程可通过材料在高强度激光下激活的非线性吸收、折射和散射等形式实现，由于相较于输入激光，输出光的功率受到了很大的限制，从而起到保护眼睛或仪器免受激光伤害的作用。理想的光限幅材料应具有低的起始阈值（fs）和光限幅阈值（fol），这使得科研人员致力于寻求具有优异光限幅性能的材料。但对于铅基钙钛矿量子点而言，由于铅元素的毒性，严重限制了其发展，同时由于材料晶体结构的维度对非线性光学性能影响显著，因此人们将目光转移到同样具有优异光电特性的低维无铅钙钛矿量子点上。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点及其制备方法。本发明提供的无铅cs3sb2br9量子点材料具有典型的二维结构，增强了非线性光学响应，使其在532nm激光下具有良好的光限幅性能，因而在光限幅材料等方面具有很大的应用价值。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点，其制备方法包括以下步骤：

4、（1）前驱体的制备：将溴化铯和三溴化锑按比例加入含辛胺的二甲基亚砜溶液中，经超声溶解形成前驱体溶液；

5、（2）cs3sb2br9量子点的制备：将步骤（1）得到的前驱体溶液注入含油酸的甲苯溶液中，经离心后取上清液，即得所述无铅钙钛矿量子点。

6、进一步地，步骤（1）所述二甲基亚砜溶液中辛胺的含量为5μl/3ml。

7、进一步地，步骤（1）所得前驱体溶液中溴化铯的含量为0.3mmol/3ml，三溴化锑的含量为0.2mmol/3ml

8、进一步地，步骤（2）中前驱体溶液的用量为含油酸的甲苯溶液体积的0.9%。

9、进一步地，步骤（2）所述甲苯溶液中油酸的含量为100μl/ml。

10、进一步地，步骤（2）中所述离心的速度为4000rpm。

11、本发明制备的cs3sb2br9量子点具有典型的二维晶体结构，其在纳秒激光下（532nm，7ns）显示出优异的光限幅特性，并具有明显的反饱和吸收（rsa）特性，与铅基钙钛矿材料相比，其起始阈值和光限幅阈值较低，在光限幅领域具有大的应用潜力。

12、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、（1）本发明制备的cs3sb2br9量子点光限幅性能优异，具有低的归一化透过率，且起始阈值（fs）和光限幅阈值（fol）低（分别为0.25j/cm2，2j/cm2），具有良好应用前景。

14、（2）本发明制备的cs3sb2br9量子点在纳秒激光下具有明显的反饱和吸收（rsa）特性。

15、（3）本发明制备环境友好，流程简单，易于制备。

技术特征：

1.一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述二甲基亚砜溶液中辛胺的含量为5μl/3ml。

3.根据权利要求1所述的一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，步骤（1）所得前驱体溶液中溴化铯的含量为0.3mmol/3ml，三溴化锑的含量为0.2mmol/3ml。

4.根据权利要求1所述的一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，步骤（2）中前驱体溶液的用量为含油酸的甲苯溶液体积的0.9%。

5.根据权利要求1所述的一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述甲苯溶液中油酸的含量为100μl/ml。

6.根据权利要求1所述的一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述离心的速度为4000rpm。

7.一种如权利要求1-6任一方法制备的具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点。

技术总结
本发明公开了一种具有光限幅特性的无铅钙钛矿量子点及其制备方法，属于钙钛矿量子点材料制备技术领域。其是将溴化铯和三溴化锑按比例加入含辛胺的二甲基亚砜溶液中，经超声溶解形成前驱体溶液；然后将所得前驱体溶液注入含油酸的甲苯溶液中，经过离心，取上清液，即得所述无铅钙钛矿量子点。所得Cs<subgt;3</subgt;Sb<subgt;2</subgt;Br<subgt;9</subgt;量子点为典型二维结构材料，其在纳秒激光照射下即可显示出优异的光限幅性能，并具有明显的反饱和吸收（RSA）特性，且光限幅阈值（F<subgt;OL</subgt;）较低，有望在光限幅材料中得到应用。

技术研发人员：李巍,黄云飞
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13