[发明专利]一种含有表面等离子体荧光增强的纳米复合结构的薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含有表面等离子体荧光增强的纳米复合结构的薄膜，包括如下步骤：将表面包覆有配体的量子点均匀分散于溶剂中，加入氨基酸，得氨基酸改性的量子点溶液；在浓度为0.1～10mg/mL的金属纳米粒子水溶液中加入中空介孔二氧化硅，待吸附完全后，离心分离，得二氧化硅包裹的金属纳米粒子；将所得的二氧化硅包裹的金属纳米粒子超声分散于水中得质量百分数为5～30％的悬浮液，然后在悬浮液中加入S2所得的氨基酸改性的量子点溶液，超声搅拌处理30min后，静置20min，分离，取下层溶胶混合物，利用旋转、提拉或涂覆的方法制作薄膜。本发明在改善量子发光层结构的平整性和稳定性的同时，使得荧光量子效率大幅度提高。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种含有表面等离子体荧光增强的纳米复合结构的薄膜及其制备方法。

背景技术

关于表面等离子体荧光增强效应的研究是最近十年兴起的新的研究领域，当电磁波在金属和电介质介面上沿一个方向平行地传播时，金属表面的自由电子在一定频率的外界电磁场作用下规则运动而产生表面等离子体共振，这种共振可极大地增强金属粒子周围的电磁场，这种表面局域电磁场的增强使靠近金属表面的量子点的激发效率提高，导致荧光增强效应的产生。该效应的产生强烈依赖于量子点和金属表面之间的距离，如果发光量子点与产生等离子体的金属表面直接接触，则会导致量子点荧光猝灭；如果两者之间的距离太大，则不显示任何相互作用，因此有效的距离是产生这种增强效应的关键，而这种有效距离则取决于材料的组成及性质。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种含有表面等离子体荧光增强的纳米复合结构的薄膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种含有表面等离子体荧光增强的纳米复合结构的薄膜及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：

S1、将表面包覆有配体的量子点均匀分散于溶剂中，得量子点溶液；

S2、在量子点溶液中加入氨基酸，得氨基酸改性的量子点溶液；

S3、在浓度为0.1～10mg/mL的金属纳米粒子水溶液中加入中空介孔二氧化硅，待吸附完全后，离心分离，得二氧化硅包裹的金属纳米粒子；

S4、将所得的二氧化硅包裹的金属纳米粒子超声分散于水中得质量百分数为5～30％的悬浮液，然后在悬浮液中加入S2所得的氨基酸改性的量子点溶液，超声搅拌处理30min后，静置20min，分离取下层溶胶混合物备用；

S5、取上述所得的溶胶混合物，利用旋转、提拉或涂覆的方法制得含有表面等离子体荧光增强的纳米复合结构的薄膜，薄膜厚度为5～15μm。

进一步地，所述步骤S1中，量子点溶液的浓度为0.1～10mg/mL。

进一步地，所述步骤后S2中，按质量百分比为1∶0.05～0.5的比例在量子点溶液中加入氨基酸，氨基酸为具有直链结构的氨基酸。

进一步地，所述步骤S3中，按金属纳米粒子质量的4～8倍量添加中空介孔二氧化硅。

进一步地，所述步骤S5中，悬浮液与氨基酸改性的量子点溶液的体积比为1～5∶1～2。

进一步地，所述步骤S1中，溶剂为甲苯、正己烷、氯仿或三辛基膦。

进一步地，所述步骤S3中，中空介孔二氧化硅的壳层厚度为10～40nm。

本发明具有以下有益效果：

首先通过在量子点溶液中按一定比例加入氨基酸，使得量子点相互之间通过氨基酸的聚合反应交联在一起，可形成均匀平整且结构稳定的量子点发光层，然后通过纳米复合结构引起的表面等离子体荧光增强效应使得薄膜中量子点的荧光量子效率大幅度提高。

具体实施方式