[发明专利]一种连续离子层吸附沉积法量子点制备装置及其方法

说明书

本发明公开了一种连续离子层吸附沉积法量子点制备装置及其方法，包括控制盒、固定螺杆、固定盖、旋转轴、盛液烧杯、连接轴、升降电机、升降杆、基片夹具；采用可编程步进电动机和单片机对实验过程中的关键参数如基底下降速度、浸渍时间、提拉时间、样品烘干速度、烘干温度、以及沉积次数等进行精确控制，连续可调；为高效率、大面积、均匀沉积量子点提供可行方案。本发明所述的连续离子层吸附沉积法量子点制备装置实现了量子点的高效、可靠、大面积制备。该技术将在实验室甚至工业生产中产生重要的影响和推动。

技术领域

本发明涉及薄膜及其量子点材料制备领域，尤其涉及一种连续离子层吸附沉积法量子点制备装置及其方法。

背景技术

量子点由于其独特的电学和光学特性受到了广泛的关注。最近几年量子点技术在彩色显示领域方面得到了广泛地应用，量子点液晶电视，可以将色域从72％提高到110％，大幅提升了显示器件的色彩表现力。

量子点的制备主要有两种途径，即溶剂热法和连续离子层吸附反应沉积法。水热法制备的量子点虽然具有较高的荧光量子产率、较好的单分散性和稳定性，但该方法具有试剂毒性大，实验成本高等诸多缺点。采用连续离子层吸附反应能够在基底表面上大面积、均匀地沉积量子点，是目前比较常见的制备量子点方法。连续离子层吸附沉积法基本原理为：首先将基底浸泡在含有量子点源材料的A溶液中，通过表面吸附作用在基底表面形成一层反应源材料薄膜，然后用去离子水(B)冲洗基底，洗去表面多余离子，接着将基底浸泡在第二种源材料溶液C中，此时在基底表面两种离子发生反应，析出沉淀，沉积到基底表面，最后再次用去离子水冲洗基底(D)，洗去非直接接触沉淀，得到量子点，通过控制沉积次数，控制量子点负载量及其量子点尺寸。

实验室采用连续离子层吸附沉积法制备量子点通常都是采用手动操作，市面上没有一款成型的设备可以代替人力。手动操作主要存在以下问题：

1.实验精度低；

由于每次浸泡时间段约为30s,人力很难长时间精确控制，导致每个循环浸渍时间不同，进而导致沉积量不同。

2.重复性差；

每次沉积实验，沉积次数较大，过程中出现的一些问题很难重复，这就为试验的可重复性带来了很大的挑战。

3.时间消耗大；

手动连续离子层吸附沉积法，一次试验需要三四小时，全程需要实验员高度集中，不能做其他事，时间耗费大，人力损耗严重。此外有些溶剂有毒，实验员不宜长时间接触。

发明内容

本发明针对于连续离子层吸附反应沉积法制备量子点存在的问题，设计制备了一种连续离子层吸附沉积法量子点制备装置及其方法。

本发明的连续离子层吸附沉积法量子点制备装置包括控制盒、固定螺杆、固定盖、旋转轴、盛液烧杯、连接轴、升降电机、升降杆、基片夹具；所述的控制盒通过若干根固定螺杆与固定盖相连；旋转轴一端通过轴承与固定盖固定，另一端与控制盒内的步进电机相连，旋转轴上固定安装有连接轴，旋转轴自转时，带动旋转轴转动，连接轴与升降电机相连，升降电机上安装升降杆，升降杆的前端安装基片夹具；所述的盛液烧杯设置在控制盒上，盛液烧杯与旋转轴的距离等于升降杆与旋转轴的距离。

所述的控制盒包括总开关、数字输入键盘、液晶显示板、电源接口、稳压电源模块、大功率步进电机驱动模块、单片机、步进电机、升降电机驱动电路；

稳压电源模块通过稳压输送线分别与步进电机驱动模块、单片机、升降电机驱动电路相连，电源接口通过交流市电输送线与稳压电源模块相连，电源接口受总开关控制，

单片机通过数据线分别与步进电机驱动模块、升降电机驱动电路、数字输入键盘、液晶显示板相连；步进电机驱动模块与步进电机电连接；升降电机驱动电路与升降电机相连。