ICS 17.180 A 40 中华人民共和国国家标准 GB/T 36081—2018 纳米技术 硒化镉量子点纳米 晶体表征 荧光发射光谱法 NanotechnologyCharacterization of CdSe quantum dot nanocrystal- Fluorescence spectroscopy 2018-10-01实施 2018-03-15发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T36081—2018 目 次 前言 引言 1 范围 规范性引用文件 3 术语和定义 方法原理 5 仪器 样品 7 样品检测 检测报告 附录A（资料性附录） 硒化镉量子点纳米晶体荧光发射光谱的检测 附录B（资料性附录） 量子点纳米晶体相对荧光量子产率的测量 附录C（资料性附录） 量子点纳米晶体荧光发射光谱检测报告 参考文献 11 GB/T 36081—2018 前言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国科学院提出。 本标准由全国纳米技术标准化技术委员会（SAC/TC279）归口。 本标准起草单位：国家纳米科学中心、苏州星烁纳米科技有限公司、武汉大学、武汉珈源量子点技术 开发有限责任公司、北京北达聚邦科技有限公司。 本标准主要起草人：刘忍肖、葛广路、朱东亮、王允军、庞代文、朱小波、李青松 GB/T36081—2018 引 量子点是一种具有量子限域效应的荧光纳米粒子，又称纳米晶体，主要是由Ⅱ-族或Ⅲ-V族元素 组成，尺寸一般处于2nm10nm。量子点纳米晶体具有独特的光学特性：激发光谱波长范围宽而发射 光谱波长范围窄，荧光发射峰波长随纳米晶体尺寸的减小而渐次蓝移，荧光发射峰半峰宽与纳米晶体尺 寸的单分散性相关。 其荧光发射峰的半峰宽通常小于35nm）、波长可调、自吸收小等特点，在光电转换（如LED器件、显示 面板、场效应晶体管等）和生物医学（如细胞成像、分子标记/荧光探针等）领域得到了广泛的研究和应 用。本标准的制定将为量子点的荧光发射光谱检测提供规范、统一的表征方法。 Ⅱ GB/T360812018 纳米技术硒化镉量子点纳米 晶体表征 荧光发射光谱法 1范围 本标准规定了硒化镉量子点纳米晶体的荧光发射光谱检测的表征方法。 本标准适用于硒化镉量子点纳米晶体的荧光发射光谱表征，其他纳米材料的荧光发射光谱表征也 可参照本标准执行。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T19267.2刑事技术微量物证的理化检验第2部分：紫外-可见吸收光谱法 GB/T24370一2009硒化镉量子点纳米晶体的表征紫外-可见吸收光谱方法 GB/T30544.1纳米科技术语第1部分：核心术语 JG178紫外、可见、近红外分光光度计检定规程 JJG537荧光分光光度计检定规程 3 术语和定义 GB/T30544.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 量子点纳米晶体 quantumdotnanocrystal 在常温下具有量子尺寸效应的半导体纳米晶体 注1：准零维纳米粒子，半径小于或接近于其激子波尔半径。 注2：受激时通常会发射荧光。 注3：改写GB/T243702009，定义3.1。 3.2 量子产率 quantumyield 发光材料的光子发射效率，即发射光子数与吸收光子数之比。 注：改写IEC62607-3-1:2014，定义3.13。 3.3 荧光量子产率 quantum fluorescence yield 发光材料发射的荧光光子数与吸收光子数之比。 3.4 相对量子产率 relative quantum yield 相对于典型标准物质的量子产率测量而得到的被测样品的量子产率。 注：改写IEC62607-3-1:2014，定义3.14。 1 GB/T36081—2018 3.5 绝对量子产率 absolutequantumyield 通过测量与发射和吸收光子数直接成比例的一个数值而得到的量子产率。 注：改写IEC62607-3-1：2014，定义3.15。 3.6 光漂白 photobleaching 在能引发光致发光的必要光剂量照射下，发光纳米材料的荧光强度下降的现象。 注：光漂白通常会造成量子产率随时间而降低。 3.7 光致发光增强 photobrighting 在恒定的入射通量下，量子点等发光纳米材料的发光强度在一段时间后逐渐增加的现象。 注：光致发光增强的结果是量子产率随时间而增加。 4方法原理 量子点的吸收光谱来自于纳米晶体中电子从价带到导带的跃迁，即带隙吸收。量子点具有显著的 量子尺寸效应，电子和空穴的能级分裂与粒子尺寸密切相关，因此量子点的荧光发射峰波长随纳米晶体 的尺寸的增大而渐次红移。由于量子点的激发光谱范围宽而发射光谱范围窄，因此不同发射波长的量 子点纳米晶体可由同一激发波长激发。不同尺寸硒化镉量子点纳米晶体的荧光发射光谱如图1所示。 1. 0 0.2 1. 0. 0 450 500 600 550 0g9 波长/nm 注：箭头指示方向表示随量子点尺寸的增大，对应的荧光发射峰波长渐次红移 图1不同尺寸硒化镉量子点纳米晶体的荧光发射光谱 5仪器 5.1紫外-可见分光光度计 选择符合JJG178规定的紫外-可见分光光度计，波长范围涵盖300nm～800nm。 5.2 2荧光分光光度计 荧光分光光度计也称荧光光谱仪。选用符合JJG537规定的荧光分光光度计，激发波长范围涵盖 250nm~700nm，发射波长范围涵盖300nm~950nm。 5.3样品池 适用于紫外和可见光区光谱检测的、两面透光或四面透光的石英样品池，1cm光程。 2 GB/T36081—2018 注：可依据GB/T9721进行样品池的选择。 5.4仪器标定 根据仪器类型，分别依据JJG178、JJG537对检测仪器进行检定/校准或依据GB/T19267.2进行 测试。 6样品 6.1样品制备 硒化镉量子点纳米晶体的制备方法见GB/T24370一2009附录B。硒化镉量子点纳米晶体需经特 验样品。高温油相热解法制备的硒化镉量子点纳米晶体表面配体为脂肪烃分子，可均匀分散于正已烷 甲苯、二氯乙烷等非极性有机溶剂中。 6.2测试样品要求 待测量子点样品应均匀分散在适宜的溶剂中，形成外观澄清、透明的溶胶。 7样品检测 7.1紫外-可见吸收光谱 用紫外-可见分光光度计检测硒化镉量子点纳米晶体测试样品的紫外-可见吸收光谱，在所测得的 紫外-可见吸收光谱谱线上标识450nm和带边吸收峰波长（入abs）与对应的吸光度 用于测试荧光发射光谱的测试样品在选定激发波长处的吸光度应小于0.05，推荐吸光度介于 0.03～0.05之间。 7.2荧光发射光谱 7.2.1荧光激发波长的选择 用荧光分光光度计检测7.1中测试样品的荧光发射光谱 检测荧光发射光谱时，推荐激发波长（入ex）作如下选择： a） 拟用于光电转换（尤其显示领域）的量子点测试样品，选择450nm作为激发波长； b) 拟用于生物医学或其他研究或应用领域的测试样品，可选择（入abs一150，入abs一30)nm波长范围 内的任意波长作为激发波长，推荐选择（入abs一60)nm。 7.2.2测试条件 推荐采用如下测试条件： a)3 荧光激发波长（aex）：入nm； b) 荧光发射波长（入m）范围：（入+15，入+200）nm）2； c） 狭缝宽度：5nm或10nm； d) 温度：23℃±2℃。 1）测试样品、测试条件和测试步骤可参见GB/T24370—2009。 2）为避免倍频峰的影响，荧光发射波长范围最大值通常小于激发波长的2倍。 3