邢笑雪，王宪伟，秦宏伍，商微微，马玉静

(长春大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130012)

1 引 言

近年来，量子点半导体材料成为了科学研究的热点之一，它被广泛应用于光电探测器、电致发光器件、太阳能电池、生物成像等多种领域[1-8]。量子点光致发光波段具有随量子点尺寸改变而迁移的特性，使得量子点在光转换领域中具有较好的应用前景[9-12]。PbSe体材料在室温下具有窄的带隙，仅为0.28 eV，它的激子玻尔半径为46 nm。因此，PbSe量子点在近红外波段具有较强的量子限制效应和较高的量子产率。此外，PbSe在红外波段的边带光致发光峰跨度较大，为1～4 μm。

传统红外光源的发光谱带宽较宽，为了与对应波段的气体吸收峰相匹配，需要为红外探测器增加滤光片。PbSe量子点近红外光源则不同，其发光谱较窄，匹配效果较好，故将其应用在气体检测系统中时可以略去滤光片。此外，随着PbSe量子点尺寸的改变，光源的发光峰值位置也随之改变。这种改变使得光源可以覆盖不同气体的吸收谱线，实现不同气体的检测分析。目前，基于量子点近红外光源进行气体检测分析的相关研究鲜有报导，充分说明其具有非常大的研究和创新空间。

甲烷(CH4)是一种易燃易爆的气体，也是矿井下瓦斯爆炸的罪魁祸首，因此，矿井下CH4气体浓度的检测至关重要，其直接关系到矿井下工人的生命安全。与电化学法、光谱法、热导分析法等其它检测方法相比，基于PbSe量子点光源的光学检测方法有着其无可比拟的优势：精度高、响应快、选择性好、不受有害化学物质“毒害”、可连续分析和进行自动控制等[13-14]。……