[发明专利]一种具有近红外光响应的有序手性硒化铜铁纳米薄膜的制备方法

说明书

一种具有近红外光响应的有序手性硒化铜铁纳米薄膜的制备方法，属于二维纳米材料自组装及光学手性研究领域。本发明在硒化铜（Cu_2‑xSe）纳米晶合成方法的基础上掺杂铁元素发生置换反应，同时在此过程中加入手性青霉胺分子，得到手性硒化铜铁纳米颗粒。将孵育好的手性硒化铜铁纳米晶溶液通过液‑液界面自组装，即可制备得到单层的手性硒化铜铁纳米薄膜。制备得到的Fe_yCu_2‑xSe纳米薄膜在1550nm处显示出明显的手性吸收峰。本发明提供了一种简单的柔性强手性二维纳米材料的制备方法，这为圆偏振光检测的发展提供了可能；同时，也为进一步深入探究近红外波长区域的光学应用提供了可能。

技术领域

本发明涉及一种具有近红外光响应的有序手性硒化铜铁纳米薄膜的制备方法，属于二维纳米材料自组装及光学手性研究领域。

背景技术

近年来，半导体纳米材料由于其独特的光学和电子学特性，已经被广泛应用于生物医药，光催化，光伏等不同的领域，并且在能源转换、储存及纳米治疗等方面展现出明显的优势和潜能。其中，硒化铜（Cu_2-xSe）纳米晶由于其高的自由电子密度（10²²~10²³cm^-3），在近红外（NIR）区域表现出了明显的局域表面等离子共振（LSPR）响应，已经在肿瘤治疗等方面的研究中取得了进展。为了进一步丰富纳米晶的性能，化学掺杂的方法被引入来制备近红外光谱峰位置和峰强度可变的纳米材料。其中，铁作为特殊的磁性元素被掺杂用于制备硒化铜铁（Fe_yCu_2-xSe）纳米晶材料的方法已经被报道。在该方法中通过改变铁元素的掺杂量，可以实现LSPR光谱向更长波长的近红外方向移动。这为进一步深入探究其在近红外波长区域的光学应用提供了可能。

圆偏振光是许多光子技术的核心，包括基于圆偏振光的成像分析技术、自旋通信技术及量子光学技术等。但是传统的圆偏振光检测技术需要各类光学器件组合的辅助。为了制备简便紧凑的圆偏振光检测设备，基于圆偏振光与手性纳米材料之间独特的光-物质相互耦合，手性纳米材料被应用于圆偏振光检测。但是目前的手性纳米材料是基于二维光刻制备的超金属材料，这类材料具有复杂的制备工艺和昂贵的制备费用。而基于纳米材料自组装制备得到的手性纳米膜，具有很好的柔性和强手性，同时制备工艺简单，这为圆偏振光检测的发展提供了可能。

基于上述的情况，开发一种光响应区域位于近红外区，同时具有手性的二维纳米材料是一种亟待解决和开发的方向。同时，在尽可能的简化手性纳米材料的制备工艺和制备成本的同时，依旧保留强的手性信号也是急需被考虑和突破的问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种具有近红外光响应的有序手性硒化铜铁纳米薄膜的制备方法。

本发明的技术方案，一种具有近红外光响应的有序手性硒化铜铁纳米薄膜的制备方法，首先合成硒化铜纳米颗粒Cu_2-xSe，然后向其中掺杂铁元素发生置换反应；在置换反应过程中加入手性青霉胺分子，得到手性硒化铜铁纳米颗粒；将获得的手性硒化铜铁纳米晶溶液通过液-液界面自组装制备得到单层的有序手性硒化铜铁纳米薄膜。