在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法与流程

1.本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法。


背景技术：

2.量子点因其高发光效率、高色纯度、光谱易调节以及低制备成本等优点而在发光二极管、光电探测器、光信息存储器件等应用中受到极大关注。量子点图案化对于探索光电子学中的新功能和应用具有潜在的重要意义。
3.激光直写作为一种既简单快捷又精确可控的量子点微图案化技术手段，成为研究热点。但是利用激光直写制备稳定的量子点图案以及可以重复多次出现的图案仍然是挑战。


技术实现要素：

4.本发明创新地将通过激光直写而图案化的钙钛矿量子点薄膜进行加热，使得已经形成的量子点图案可擦除，从而能够在钙钛矿量子点薄膜上反复制备各种量子点图案，实现循环使用。
5.根据本发明的一个方面，提供了一种在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法，其包括：对钙钛矿量子点薄膜进行激光直写，以形成第一量子点图案；对所述钙钛矿量子点薄膜进行加热，使得所述第一量子点图案消失；以及再次对所述钙钛矿量子点薄膜进行激光直写，以形成第二量子点图案。
6.在一实施例中，所述方法还包括：反复对具有量子点图案的所述钙钛矿量子点薄膜进行加热并进行激光直写，从而在所述钙钛矿量子点薄膜上反复制备量子点图案。
7.在一实施例中，对所述钙钛矿量子点薄膜进行加热包括：将所述钙钛矿量子点薄膜在至少40摄氏度下加热。
8.在一实施例中，对所述钙钛矿量子点薄膜进行加热包括：将所述钙钛矿量子点薄膜加热至少1分钟。
9.在一实施例中，所述第一量子点图案与所述第二量子点图案相同。
10.在一实施例中，所述第一量子点图案与所述第二量子点图案不同。
11.在一实施例中，所述钙钛矿量子点薄膜是利用原位法制备的。
12.在一实施例中，所述钙钛矿量子点薄膜包括透明基质和钙钛矿量子点，其中，所述钙钛矿量子点均匀分散在所述透明基质中或者涂覆在所述透明基质的表面。
13.在一实施例中，所述透明基质包括pan、pmma、pva、ps和pvdf，以及其衍生材料。
14.在一实施例中，所述钙钛矿量子点的化学通式为apbb3，其中，a为ch3nh3、ch4n2或者cs，b为i、cl或br。
15.与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
16.本发明创新地将通过激光直写而图案化的钙钛矿量子点薄膜进行加热，使得已经形成的量子点图案可擦除，从而能够在钙钛矿量子点薄膜上反复制备各种量子点图案，实现循环使用。根据本发明的在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法操作简便，成本低廉，适用于工业生产，且稳定性、循环性能优异，在光学加密等领域有着广泛的应用前景。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
18.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，而不构成对本发明的限制。
19.图1是根据本发明实施例的在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法的流程图。
20.图2a、2b、2c和2d示意性示出了紫外灯照射下钙钛矿量子点薄膜上的图案的变化。
21.图3示出了钙钛矿量子点薄膜的荧光量子产率与循环次数的关系。
具体实施方式
22.以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
23.同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不必用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
24.钙钛矿量子点薄膜可以利用本领域公知的多种方法进行制备，例如在一实施例中利用原位法制备，该方法简单便捷，可以大大缩减量子点薄膜的制备工艺流程。
25.制备好的钙钛矿量子点薄膜包括透明基质和钙钛矿量子点。钙钛矿量子点可以均匀分散在透明基质中，或者可以涂覆在透明基质的表面。透明基质例如可以从以下透明树脂材料中进行选择：pan、pmma、pva、ps和pvdf以及其衍生材料等，所选择的透明树脂材料可以溶解于dmf极性溶剂中。钙钛矿量子点的化学通式为apbb3，其中，a可以为ch3nh3、ch4n2或者cs，b可以为i、cl或br。通过b的变换，可以实现钙钛矿量子点的吸收光谱与发射光谱的调节。
26.结合参考图1以及图2a、2b、2c和2d。图1是根据本发明实施例的在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法的流程图。图2a、2b、2c和2d示意性示出了紫外灯照射下钙钛矿量子点薄膜上的图案的变化。
27.根据本发明实施例的方法开始于步骤s101：对钙钛矿量子点薄膜进行激光直写，以形成第一量子点图案。激光直写技术是本领域公知的。通过在钙钛矿量子点薄膜的表面上进行激光直写，可以利用激光高能且精准的聚焦作用来破坏钙钛矿量子点的晶体结构，从而在钙钛矿量子点薄膜上形成预定的第一量子点图案，例如图2a所示的心形图案。
28.根据本发明实施例的方法接下来是步骤s102：对钙钛矿量子点薄膜进行加热，使得第一量子点图案消失。本发明创新地将图案化的钙钛矿量子点薄膜在一定条件下进行加热，使得已经形成的量子点图案可擦除。通过一定条件的加热，能够在被激光破坏的地方修复缺陷，重新生成量子点，从而使得图案可被擦除。
29.在一实施例中，加热条件可以是在40摄氏度下加热1分钟。参见图2b和2c，图2b是将图2a的钙钛矿量子点薄膜在40摄氏度下加热5秒钟的情形，可见心形图案变细了；图2c是将图2a的钙钛矿量子点薄膜在40摄氏度下加热1分钟的情形，可见心形图案完全消失了。
30.在不同的实施例中，加热条件可以不同，例如可以设定加热温度高于40摄氏度、加热时间少于1分钟，或者设定加热温度低于40摄氏度、加热时间多于1分钟，只要能实现本发明的目的即可，即，通过加热在被激光破坏的地方重新生成量子点，从而使得图案可被擦除。
31.根据本发明实施例的方法然后是步骤s103：再次对钙钛矿量子点薄膜进行激光直写，以形成第二量子点图案。由于在步骤s102中通过热恢复将钙钛矿量子点薄膜上的图案擦除，因此可以重新对钙钛矿量子点薄膜进行激光直写，以形成预定的第二量子点图案，由此实现了循环使用。根据实际需要，第二量子点图案可以与第一量子点图案不同，也可以与第一量子点图案相同，例如图2d示出了与图2a相同的心形图案。
32.根据本发明实施例的方法可以还包括：反复对图案化的钙钛矿量子点薄膜进行加热和对钙钛矿量子点薄膜进行激光直写，从而在钙钛矿量子点薄膜上反复制备量子点图案。
33.图3示出了钙钛矿量子点薄膜的荧光量子产率与循环次数的关系。从图3的测试结果可以看到，经过10次循环后，荧光量子产率从最初的92％变化为84％，说明循环性能良好，发光效率基本没有降低，可以满足防伪、光信息存储等方面的应用要求。
34.本发明创新地将通过激光直写而图案化的钙钛矿量子点薄膜进行加热，使得已经形成的量子点图案可擦除，从而能够在钙钛矿量子点薄膜上反复制备各种量子点图案，实现循环使用。根据本发明的在钙钛矿量子点薄膜上制备可擦除图案的方法操作简便，成本低廉，适用于工业生产，且稳定性、循环性能优异，在光学加密等领域有着广泛的应用前景。
35.应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
36.说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“实施例”并不一定均指同一个实施例。
37.虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。