專利名稱：一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，屬于光致變色技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
每一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界顯現(xiàn)的顏色，無(wú)論是夜晚的不同的燈光的顏色還是我們?nèi)臻g看到的顏色絢麗的廣告牌，都有著其內(nèi)在的技術(shù)淵源和材料基礎(chǔ)。而光致變色材料和光致變色技術(shù)的存在則使得各種顏色的自由切換成為可能，因此，使得我們生活的世界更加豐富多彩。通常光致變色的定義為在外界激發(fā)源的激勵(lì)下，一種物質(zhì)發(fā)生顏色變化的現(xiàn)象稱為變色性。光致變色是指一種化合物A受到一定波長(zhǎng)的光照射時(shí)，可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)得到產(chǎn)物B，A和B的顏色(即對(duì)光的吸收)明顯不同。B在另外一束光的照射下或經(jīng)加熱又可恢復(fù)到原來(lái)的形式A。光致變色是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)，這是一個(gè)重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)。不同的顏色的顯現(xiàn)都有著自己的來(lái)源。隨著新材料和新技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)可以用多種途徑和技術(shù)顯現(xiàn)不同的顏色或色彩，光致變色技術(shù)因?yàn)樾滦妥兩牧霞凹夹g(shù)的研制和發(fā)展應(yīng)用將給我們帶來(lái)更加絢麗的世界。1867年光致變色材料首次報(bào)道后，因?yàn)槠湓诠獯鎯?chǔ)等方面的廣大應(yīng)用前景受到廣泛的關(guān)注。目前為止，光致變色現(xiàn)象基本都是來(lái)源于過(guò)渡金屬氧化物或化合物，如wo3、、Mo03、Ti02等。其在受光照后，顏色會(huì)發(fā)生可逆性的變化。如感光照相使用的鹵化銀體系，已廣泛應(yīng)用于膠片行業(yè)。而WO3作為一種重要的無(wú)機(jī)光致變色材料已廣泛應(yīng)用于變色玻璃領(lǐng)域，具有穩(wěn)定性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但其光致變色效率較低。近年來(lái)，將光致變色材料和技術(shù)已陸續(xù)用于變色玻璃及裝飾材料、光信息存儲(chǔ)、光調(diào)控、光開(kāi)關(guān)、光學(xué)器件材料、光信息基因芯片等領(lǐng)域，另外，在國(guó)防科技領(lǐng)域，光致變色材料對(duì)強(qiáng)光特別敏感，因此可以用來(lái)制作強(qiáng)光輻劑量劑。它能探測(cè)紫外線、X射線等的強(qiáng)度。如將其涂在飛機(jī)或輪船的表面，能快速精確地計(jì)量出高輻射的劑量。光致變色材料還可以制成多層濾光器，控制輻射光的強(qiáng)度，防止紫外線對(duì)人眼及身體的傷害。如果把光致變色體系用于記錄飛機(jī)、軍艦的行蹤，形成可褪色的暫時(shí)痕跡，可以做保密通訊。因此，該類光致變色技術(shù)更受到受到全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。美國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家一直熱衷于新型光致變色材料的研究，日本在民用行業(yè)上開(kāi)發(fā)比較早。目前，新型光致變色的研究大都集中在偶氮類、二芳基乙烯以及相關(guān)的雜環(huán)化合物上，這些材料只能實(shí)現(xiàn)部分顏色的轉(zhuǎn)變。因此，也更需要繼續(xù)探索和發(fā)現(xiàn)新型的光致變色體系和技術(shù)。我們知道的無(wú)機(jī)變色材料包括三氧化鎢、碲、鍺及其合金以及氧化鑰(碲、鍺及其合金靠添加在化合物中的金屬(主要是過(guò)渡周期重金屬)離子化合價(jià)的變價(jià)，以及 化合物分解和化合來(lái)實(shí)現(xiàn)顏色變化，通常可以分為金屬離子變價(jià)型和鹵化物分解化合型兩種。目前為止，所有的光致變色無(wú)機(jī)材料和技術(shù)的研究幾乎都繞不過(guò)上述幾種材料體系。因此，需要開(kāi)發(fā)一種低成本普適性光致變色技術(shù)，無(wú)論是在材料體系還是技術(shù)層面上有所突破。
本發(fā)明基于半導(dǎo)體納米技術(shù)。近年來(lái)，納米技術(shù)和納米材料的發(fā)展非常迅速，受到世界各國(guó)科學(xué)家的廣泛研究，在一些新的微納技術(shù)和微納器件的新性質(zhì)和新性能方面都取得了令人矚目的結(jié)果，很多具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的研究結(jié)果也已開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化。納米科技就是以納米尺度材料進(jìn)行研究和應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)。眾所周知，目前的以集成電路技術(shù)為核心的微電子科技是依賴于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料和技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，并成為當(dāng)前電子信息時(shí)代的基石，已廣泛應(yīng)用于傳感、發(fā)光、新能源、激光器等領(lǐng)域。而納米尺度的半導(dǎo)體材料和技術(shù)，有著不同于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體技術(shù)全新的性質(zhì)，在納米材料中，由于納米級(jí)尺寸與光波波長(zhǎng)、德布羅意波長(zhǎng)以及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度等物理特征尺寸相當(dāng)，使得晶體周期性的邊界條件被破壞；納米微粒的表面層附近的原子密度減?。?電子的平均自由程很短，存在大量的缺陷態(tài)，局域性增強(qiáng)。尺寸下降還使宏觀固定的準(zhǔn)連續(xù)能帶轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的能級(jí)。這些導(dǎo)致納米材料宏觀的聲、光、電、磁、熱、力學(xué)等的物理效應(yīng)與傳統(tǒng)的常規(guī)材料所不同，體現(xiàn)為量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀隧道效應(yīng)等。因此，基于新型的半導(dǎo)體納米材料和技術(shù)的新的器件和應(yīng)用正不斷涌現(xiàn)。在本征半導(dǎo)體材料中，摻入適量的雜質(zhì)，從而調(diào)控其載流子的種類和數(shù)量，控制其性質(zhì)，是半導(dǎo)體工藝不可或缺的技術(shù)之一。特別是，特定的雜質(zhì)原子的摻入可以極大地調(diào)制其吸收、發(fā)光及輸運(yùn)等性能。在半導(dǎo)體家族中，II-VI族半導(dǎo)體屬于寬禁帶直帶隙體系，可以作為很好的可見(jiàn)光區(qū)的熒光固體材料，其通常具有很強(qiáng)的量子效率，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光源、太陽(yáng)電池、及探測(cè)器等領(lǐng)域，可以做成各種發(fā)光器件及激光器，如硒化鋅白光二極管等，光電傳感器如硫化鎘光電二極管等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提出一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料，該材料為摻雜有錫(Sn)的硫化鎘(CdS)，以該材料的總物質(zhì)的量計(jì)算，用透射電鏡(TEM)或掃描電鏡(SEM)所帶能譜儀可表征錫的摩爾含量在1%以內(nèi)。硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的制備方法，步驟為將硫化鎘和二氧化錫按照摩爾比為100 5 15混合均勻后放入到管式爐中石英管的中央，將鍍金的硅片作為基片放入到管式爐石英管氣流的上游或下游，基片距離石英管的距離為8 15cm ;通入載氣，載氣為氬氣和氫氣的混合氣，載氣流量為3 9SCCM ;升溫至800 1000°C，升溫速率為60 70 V /min，保溫I 3h，關(guān)閉管式爐，繼續(xù)通載氣，冷卻至室溫，得到摻雜有錫的硫化鎘梳狀微納米材料，得到的納米梳主干平均直徑為I U m 5 y m，分支部分的平均直徑為100nm-500nmo本發(fā)明的一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，步驟為I)單個(gè)納米梳的分離室溫下，在顯微鏡下，將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇放到載玻片上，利用探針臺(tái)的鎢探針將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行分離，把單個(gè)納米梳從團(tuán)簇上分離下來(lái)，并將其他部分移走；2)將步驟I)分離好的單個(gè)納米梳在顯微鏡的視場(chǎng)中，利用連續(xù)的氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體紫外激光器，激光器的發(fā)射波長(zhǎng)為405nm，采取斜照射方式，照射到單個(gè)納米梳上，激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，從顯微鏡的上方放置的彩色CCD相機(jī)觀察并拍攝納米梳，并用共聚焦的光路和光譜儀獲取納米梳的發(fā)光光譜。當(dāng)激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，用彩色CCD相機(jī)觀察納米梳，單個(gè)納米梳顏色從紅色逐漸過(guò)渡到綠色；從得到的光譜圖得知單個(gè)納米梳發(fā)光從紅色的缺陷態(tài)發(fā)光過(guò)渡到綠色光為主的帶邊發(fā)光；缺陷態(tài)發(fā)光波長(zhǎng)以650nm為中心、從600-750nm，綠色光為主的帶邊發(fā)光波長(zhǎng)以515nm為中心、從495 540nmo 上述方法可以不經(jīng)過(guò)第I)步的分離而直接對(duì)摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行光照，同樣有上述的變色效果。本發(fā)明的一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的應(yīng)用，該材料可用作防偽材料、軍用吸波材料、裝飾材料或生物熒光標(biāo)記材料，可應(yīng)用于激光顯示領(lǐng)域、激光電視領(lǐng)域、生物芯片領(lǐng)域或激光加密領(lǐng)域。有益效果本發(fā)明摻雜有錫的硫化鎘納米梳進(jìn)行顏色變化應(yīng)用的新途徑、成本低、制作簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣泛的特點(diǎn)。與現(xiàn)有變色材料相比，更容易實(shí)現(xiàn)，而且實(shí)時(shí)顏色變換，具有更多顏色變化的選擇，使變色的范圍更加豐富。將在激光現(xiàn)示、激光電視、防偽材料、軍用吸波材料方面擁有更多應(yīng)用。


圖I為實(shí)施例I、實(shí)施例2、實(shí)施例3、實(shí)施例4中得到的明場(chǎng)圖像，分別對(duì)應(yīng)(a) (b)(c) (d)。圖2為實(shí)施例2中得到納米梳的電鏡圖；圖3為實(shí)施例2中用彩色CCD相機(jī)觀察到的納米梳的顏色變化圖；圖4為實(shí)施例2中得到的納米梳的光譜圖；圖5為實(shí)施例3中得到納米梳的電鏡圖；圖6為實(shí)施例3中用彩色CCD相機(jī)觀察到的納米梳的顏色變化圖；圖7為實(shí)施例4中得到納米梳的電鏡圖；圖8為實(shí)施例4中用彩色CCD相機(jī)觀察到的納米梳的顏色變化圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例I一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料，該材料為摻雜有錫(Sn)的硫化鎘(CdS)，以該材料的總物質(zhì)的量計(jì)算，用透射電鏡(TEM)或掃描電鏡(SEM)所帶能譜儀可表征錫的摩爾含量在1%以內(nèi)。一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的制備方法，步驟為將硫化鎘和二氧化錫按照摩爾比為100 8在研缽里均勻攪拌10分鐘；硅片用無(wú)水乙醇在超聲波清洗儀里清洗10分鐘，干燥后用離子濺射儀鍍金60秒，清洗瓷舟和石英管備用。然后把CdS和SnO2的混合物放入瓷舟內(nèi)，并將瓷舟放在石英管的中央。在另外的瓷舟內(nèi)放入I片鍍金的硅片，放在石英管氣流的上游，距離石英管中心位置11厘米處。把石英管放入管式爐內(nèi)，石英管的上游先連接流量計(jì)，在連接排氣系統(tǒng)，下游連接廢氣處理系統(tǒng)，再通入氬氣和氫氣的混合氣，排氣一小時(shí)后，將氣流量調(diào)整為6sccm,開(kāi)始加熱，15分鐘之后加熱到1000°C,恒溫一小時(shí)后，關(guān)閉管式爐，繼續(xù)通氣，直至冷卻到室溫，得到的納米梳主干平均直徑為I. 5 ym，分支部分的平均直徑為200nm ;在硅襯底表面有一層黃色物質(zhì)生成，同時(shí)在距離中心溫區(qū)11厘米處的管壁處得到的黃色絨狀物質(zhì)。把基片從管式爐中取出，用乙醇分散到潔凈的硅片上，放到顯微鏡下觀察，可以得到CdS納米線，在紫光照射下不具備光致變色效應(yīng)，其形貌圖如圖I中a所示實(shí)施例2一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的制備方法，步驟為將硫化鎘和二氧化錫按照摩爾比為100 10在研缽里均勻攪拌10分鐘；硅片用無(wú)水乙醇在超聲波清洗儀里清洗10分鐘，干燥后用離子濺射儀鍍金60秒，清洗瓷舟和石英管備用。然后把CdS和SnO2的混合物放入瓷舟內(nèi)，并將瓷舟放在石英管的中央。在另外的瓷舟內(nèi)放入I片鍍金的硅片，放在石英管氣流的上游，距離石英管中心位置11厘米處。把石英管放入管式爐內(nèi)，石英管的上游先連接流量計(jì)，在連接排氣系統(tǒng)，下游連接廢氣處理系統(tǒng)，再通入氬氣和氫氣的混合氣，排氣一小時(shí)后，將氣流量調(diào)整為6sccm,開(kāi)始加熱，15分鐘之后加熱到1000°C,恒溫一小時(shí)后，關(guān)閉管式爐，繼續(xù)通氣，直至冷卻到室溫，得到的納米梳主干平均直徑為2 u m,分支部分的平均直徑為300nm ;在硅襯底表面有一層黃色物質(zhì)生成，同時(shí)在距離中心溫區(qū)11厘米處得到梳狀CdS微納結(jié)構(gòu)。在紫光照射下具有較明顯的顏色變化。把基片從管式爐中取出，用乙醇分散到潔凈的硅片上，放到顯微鏡下觀察，在紫光照射下顏色變化，其形貌圖如圖I中b所示，其電鏡圖如圖2所示。一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，步驟為I)單個(gè)納米梳的分離室溫下，在顯微鏡下，將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇放到載玻片上，利用探針臺(tái)的鎢探針將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行分離，把單個(gè)納米梳從團(tuán)簇上分離下來(lái)，并將其他部分移走；2)將步驟I)分離好的單個(gè)納米梳在顯微鏡的視場(chǎng)中，利用連續(xù)的氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體紫外激光器，激光器的發(fā)射波長(zhǎng)為405nm，采取斜照射方式，照射到單個(gè)納米梳上，激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，從顯微鏡的上方放置的彩色CCD相機(jī)觀察并拍攝納米梳，并用共聚焦的光路和光譜儀獲取納米梳的發(fā)光光譜。當(dāng)激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，用彩色CCD相機(jī)觀察納米梳，如圖3所示，單個(gè)納米梳顏色從紅色逐漸過(guò)渡到綠色；光譜圖如圖4所示，由圖4可知，單個(gè)納米梳發(fā)光從紅色的缺陷態(tài)發(fā)光過(guò)渡到綠色光為主的帶邊發(fā)光；缺陷態(tài)發(fā)光波長(zhǎng)以650nm為中心、從600_750nm，綠色光為主的帶邊發(fā)光波長(zhǎng)以515nm為中心、從495 540nm。本發(fā)明的一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的應(yīng)用，該材料可用作防偽材料、軍用吸波材料、裝飾材料或生物熒光標(biāo)記材料，可應(yīng)用于激光顯示領(lǐng)域、激光電視領(lǐng)域、生物芯片領(lǐng)域或激光加密領(lǐng)域。實(shí)施例3一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的制備方法，步驟為將硫化鎘和二氧化錫按照摩爾比為100 12在研缽里均勻攪拌10分鐘；硅片用無(wú)水乙醇在超聲波清洗儀里清洗10分鐘，干燥后用離子濺射儀鍍金60秒，清洗瓷舟和石英管備用。然后把CdS和SnO2的混合物放入瓷舟內(nèi)，并將瓷舟放在石英管的中央。在另外的瓷舟內(nèi)放入I片鍍金的硅片，放在石英管氣流的上游，距離石英管中心位置11厘米處。把石英管放入管式爐內(nèi)，石英管的上游先連接流量計(jì)，在連接排氣系統(tǒng)，下游連接廢氣處理系統(tǒng)，再通入氬氣和氫氣的混合氣，排氣一小時(shí)后，將氣流量調(diào)整為6sccm,開(kāi)始加熱，15分鐘之后加熱到1000°C,恒溫一小時(shí)后，關(guān)閉管式爐，繼續(xù)通氣，直至冷卻到室溫，得到納米梳，其形貌圖如圖I中c所示，得到的納米梳主干平均直徑為2 u m，分支部分的平均直徑為300nm ;在硅襯底表面有一層黃色物質(zhì)生成， 同時(shí)在距離中心溫區(qū)11厘米處得到端部具有Sn球結(jié)構(gòu)，而且分支部分排列稀疏的梳狀CdS微納結(jié)構(gòu)。在紫光照射下具有明顯的顏色變化，顏色不如實(shí)施例2鮮亮，圖5為摻Sn的CdS納米梳的掃描電鏡圖，圖6為摻Sn的CdS納米梳的變色圖。一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，步驟為I)單個(gè)納米梳的分離室溫下，在顯微鏡下，將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇放到載玻片上，利用探針臺(tái)的鎢探針將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行分離，把單個(gè)納米梳從團(tuán)簇上分離下來(lái)，并將其他部分移走；2)將步驟I)分離好的單個(gè)納米梳在顯微鏡的視場(chǎng)中，利用連續(xù)的氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體紫外激光器，激光器的發(fā)射波長(zhǎng)為405nm，采取斜照射方式，照射到單個(gè)納米梳上，激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，從顯微鏡的上方放置的彩色CCD相機(jī)觀察并拍攝納米梳，并用共聚焦的光路和光譜儀獲取納米梳的發(fā)光光譜。當(dāng)激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW,用彩色CCD相機(jī)觀察納米梳,單個(gè)納米梳顏色從紅色逐漸過(guò)渡到綠色；單個(gè)納米梳發(fā)光從紅色的缺陷態(tài)發(fā)光過(guò)渡到綠色光為主的帶邊發(fā)光；缺陷態(tài)發(fā)光波長(zhǎng)以650nm為中心、從600-750nm，綠色光為主的帶邊發(fā)光波長(zhǎng)以515nm為中心、從495 540nm。本發(fā)明的一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的應(yīng)用，該材料可用作防偽材料、軍用吸波材料、裝飾材料或生物熒光標(biāo)記材料，可應(yīng)用于激光顯示領(lǐng)域、激光電視領(lǐng)域、生物芯片領(lǐng)域或激光加密領(lǐng)域。實(shí)施例4一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的制備方法，步驟為將硫化鎘和二氧化錫按照摩爾比為100 15在研缽里均勻攪拌10分鐘；硅片用無(wú)水乙醇在超聲波清洗儀里清洗10分鐘，干燥后用離子濺射儀鍍金60秒，清洗瓷舟和石英管備用。然后把CdS和SnO2的混合物放入瓷舟內(nèi)，并將瓷舟放在石英管的中央。在另外的瓷舟內(nèi)放入I片鍍金的硅片，放在石英管氣流的上游，距離石英管中心位置11厘米處。把石英管放入管式爐內(nèi)，石英管的上游先連接流量計(jì)，在連接排氣系統(tǒng)，下游連接廢氣處理系統(tǒng)，再通入氬氣和氫氣的混合氣，排氣一小時(shí)后，將氣流量調(diào)整為6sccm,開(kāi)始加熱，15分鐘之后加熱到1000°C,恒溫一小時(shí)后，關(guān)閉管式爐，繼續(xù)通氣，直至冷卻到室溫，得到納米梳，其形貌圖如圖I中d所示，得到的納米梳主干平均直徑為2 u m，分支部分的平均直徑為300nm ;在硅襯底表面有一層黃色物質(zhì)生成，同時(shí)在距離中心溫區(qū)11厘米處，得到端部具有Sn球結(jié)構(gòu)，而且分支部分排列很密集的梳狀CdS微納結(jié)構(gòu)。在紫光照射下具有顏色變化，但是比實(shí)施例2和實(shí)施例3中材料，需要更強(qiáng)的激發(fā)功率，圖7為摻Sn的CdS納米梳的掃描電鏡圖，圖8為摻Sn的CdS納米梳的變色圖。—種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，步驟為I)單個(gè)納米梳的分離室溫下，在顯微鏡下，將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇放到載玻片上，利用探針臺(tái)的鎢探針將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行分離，把單個(gè)納米梳從團(tuán)簇上分離下來(lái)，并將其他部分移走；2)將步驟I)分離好的單個(gè)納米梳在顯微鏡的視場(chǎng)中，利用連續(xù)的氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體紫外激光器，激光器的發(fā)射波長(zhǎng)為405nm，采取斜照射方式，照射到單個(gè)納米梳上，激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，從顯微鏡的上方放置的彩色CCD相機(jī)觀察并拍攝納米梳，并用共聚焦的光路和光譜儀獲取納米梳的發(fā)光光譜。當(dāng)激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW,用彩色CCD相機(jī)觀察納米梳,單個(gè)納米梳顏色從紅色逐漸過(guò)渡到綠色；單個(gè)納米梳發(fā)光從紅色的缺陷態(tài)發(fā)光過(guò)渡到綠色光為主的帶邊發(fā)光；缺陷態(tài)發(fā)光波長(zhǎng)以650nm為中心、從600-750nm，綠色光為主的帶邊發(fā)光波長(zhǎng)以515nm為中心、從495 540nm。將得到的納米梳應(yīng)用到紙幣中，具體應(yīng)用方法將納米梳埋在錢幣的表面或取代錢幣上的微小彩線，利用驗(yàn)鈔用紫外燈照射表面，可利用其顏色變化進(jìn)行真?zhèn)螜z定，表征結(jié)果在弱光照射下，其表現(xiàn)為紅色，在強(qiáng)光照射下，其發(fā)光點(diǎn)為綠色?；蛘邔⒌玫降募{米梳應(yīng)用到重要的文件或物件的表面，利用手持紫外激光器照射表面，可利用其顏色的變化進(jìn)行真?zhèn)舞b定。將得到的納米梳應(yīng)用到激光顯示領(lǐng)域，具體應(yīng)用方法把納米梳做均勻分散在透明塑料薄膜或黑色表面，利用紫外激光器照射(如375nm，其屬不可見(jiàn)光)然后通過(guò)振鏡控制激光束照射薄膜表面的位置，并控制激發(fā)光的強(qiáng)度，從而可以調(diào)制薄膜所顯示的顏色。表征結(jié)果通過(guò)掃描激光器光束在涂有該材料的薄膜或顯示屏表面的掃描成像，即可得到不同的顏色和圖形。在弱光照射下，其表現(xiàn)為紅色，在強(qiáng)光照射下，其發(fā)光點(diǎn)為綠色。
權(quán)利要求
1.一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，其特征在于步驟為 1)單個(gè)納米梳的分離室溫下，在顯微鏡下，將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇放到載玻片上，利用探針臺(tái)的鎢探針將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行分離，把單個(gè)納米梳從團(tuán)簇上分離下來(lái)，并將其他部分移走； 2)將步驟I)分離好的單個(gè)納米梳在顯微鏡的視場(chǎng)中，利用連續(xù)的氮化鎵半導(dǎo)體紫外激光器，激光器的發(fā)射波長(zhǎng)為405nm，采取斜照射方式，照射到單個(gè)納米梳上，激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，從顯微鏡的上方放置的彩色CCD相機(jī)觀察并拍攝納米梳，并用共聚焦的光路和光譜儀獲取納米梳的發(fā)光光譜；當(dāng)激光器的功率從2mW逐漸增加到40mW，用彩色CCD相機(jī)觀察納米梳，單個(gè)納米梳顏色從紅色逐漸過(guò)渡到綠色；從得到的光譜圖得知單個(gè)納米梳發(fā)光從紅色的缺陷態(tài)發(fā)光過(guò)渡到綠色光為主的帶邊發(fā)光；缺陷態(tài)發(fā)光波長(zhǎng)以650nm為中心、從600-750nm,綠色光為主的帶邊發(fā)光波長(zhǎng)以515nm為中心、從495 540nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硫化鎘梳狀半導(dǎo)體微納材料的光致變色方法，屬于光致變色技術(shù)領(lǐng)域。將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇放到載玻片上，將摻雜有錫的硫化鎘納米梳團(tuán)簇進(jìn)行分離，把單個(gè)納米梳從團(tuán)簇上分離下來(lái)，將單個(gè)納米梳在顯微鏡的視場(chǎng)中，利用連續(xù)的氮化鎵半導(dǎo)體紫外激光器，采取斜照射方式，照射到單個(gè)納米梳上，激光器功率從2mW逐漸增加到40mW。本發(fā)明提供了摻雜有錫的硫化鎘納米梳進(jìn)行顏色變化應(yīng)用的新途徑，具有成本低、制作簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣泛的特點(diǎn)。與現(xiàn)有變色材料相比，更容易實(shí)現(xiàn)，而且可以實(shí)時(shí)進(jìn)行顏色調(diào)制變換，具有更多顏色變化的選擇，使變色的范圍更加豐富。將在激光現(xiàn)示、激光電視、防偽材料、軍用吸波材料方面擁有更多應(yīng)用。
文檔編號(hào)C09K9/00GK102618253SQ20121006743
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉瑞斌, 鄒炳鎖 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)