[发明专利]皮秒激光在玻璃中诱导析出量子点的方法在审

申请号：	202011010180.3	申请日：	2020-09-23
公开（公告）号：	CN112159099A	公开（公告）日：	2021-01-01
发明（设计）人：	王关德;沈丹阳;赵全忠;钱静	申请（专利权）人：	中国科学院上海光学精密机械研究所
主分类号：	C03C3/085	分类号：	C03C3/085;C03C3/105;C03C23/00
代理公司：	上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31317	代理人：	张宁展
地址：	201800 ***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	激光玻璃诱导析出量子方法
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【说明书】：

一种利用皮秒激光在玻璃中诱导析出量子点的方法，利用脉冲宽度为皮秒量级、能量密度大于或等于透明介质量子点产生阈值的超短脉冲激光束，通过其显著的热效应在透明材料内部诱导产生量子点。

技术领域

本发明涉及玻璃,特别是一种皮秒激光在玻璃中诱导析出量子点的方法。

背景技术

量子点由于具有量子尺寸效应、介电限域效应、量子隧道效应、表面效应和库伦阻塞效应等效应，展现出许多不同于宏观体材料的独特物理化学性质，如发射光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控制、具有宽的激发谱和窄的发射谱、具有较大的斯托克斯位移、生物相容性好、荧光寿命长。这些特性使量子点在量子点激光器、生物成像、催化、太阳能电池、显示器件、单电子器件、信息存储以及各种光电器件等方面具有极为广阔的应用前景。在玻璃材料中制备量子点、研究量子点的形成机制与行为，是目前光学与材料学领域的一大研究前沿。

随着大规模集成微电子和光电子技术的发展,需要能在光学材料的内部形成可控三维微结构，来实现器件多功能化和集成化，这对在玻璃中制备量子点的技术提出了更高的要求。现阶段只有通过激光诱导这种方法，能够实现在玻璃内部制备含有量子点的三维可控微结构，但到目前为止，仅飞秒激光在玻璃中诱导量子点形成，但其存在其加工效率慢，加工设备昂贵等缺点。仍未有通过皮秒激光在玻璃中诱导量子点产生。

发明内容

本发明目的是提供一种皮秒激光在玻璃中诱导析出量子点的方法，使玻璃通过皮秒激光加工诱导的方法,获得含有量子点的三维微结构。

本发明的技术解决方案如下:

一种利用皮秒激光在玻璃中诱导析出量子点的方法，其特点在于，该方法包括步骤如下：

①制备可激光诱导析出量子点的母玻璃；

②将母玻璃切成块状，并进行六面抛光后置于三维加工移动平台；

③以皮秒激光作为光源，通过聚焦，使激光束聚焦于经抛光的母玻璃内部，且焦斑的功率密度大于10⁶W/cm²；

④计算机控制所述的三维平移台的运动，从而调整激光在母玻璃内部的聚焦位置，使在所述的玻璃内部诱导析出含有相应的量子点三维微结构。

所述的激光诱导析出量子点的母玻璃包括CdSe量子点母玻璃、PbSe量子点母玻璃、CdTe量子点母玻璃和PbTe量子点母玻璃。

所述的CdTe量子点母玻璃的制备方法,包括下列步骤:

①从下列该玻璃组分及其摩尔百分比含量的选定范围:

选定玻璃的成分和摩尔百分比，按该选定的配比称量一定总量的各原料,在玛瑙研钵中研磨10-20分钟将原料混合均匀；