水热法快速制备荧光氧化石墨烯量子点及其在细胞成像中的应用

作为一种新型荧光纳米材料,氧化石墨烯量子点(GO QDs)凭借其良好的水溶性和生物相容性得到广泛的关注。以氧化石墨烯为原料,过氧化氢为氧化剂,一步水热法在90 min内快速制备氧化石墨烯量子点,实现了快速、高效及绿色制备氧化石墨烯量子点。所制备得到的氧化石墨烯量子点分布均匀,透射电镜(TEM)图片表明氧化石墨烯量子点粒径分布在2.25～5.25 nm,傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线电子能谱(XPS)显示氧化石墨烯量子点表面含有大量的羟基、羧基、羰基等含氧功能团,表明氧化石墨烯量子点具有很好的水溶性。荧光发射光谱(PL)表明氧化石墨烯量子点具有激发波长依赖性。基于其独特的纳米结构,良好的光学性能和生物相容性,氧化石墨烯量子点可替代传统荧光纳米材料应用于细胞成像。     

ZnO@SiO_2核壳量子点的制备及其荧光性能的研究

用一种操作简单、反应条件温和的方法制备了分散性好的超微小Zn O@Si O2核壳量子点透明溶液,利用透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光光谱(FL)、纳米粒度和ZETA电位分析仪等技术对所制备纳米粒子的粒径大小、吸收光谱、发光性质进行表征。结果表明,Zn O@Si O2核壳量子点平均粒径在3~5 nm,在紫外灯下发出黄绿色荧光,紫外最大吸收在330 nm左右,可以发射出510 nm的荧光。同时,系统地考察了p H值、温度、不同金属阳离子以及不同阴离子对量子点荧光强度的影响。实验结果表明:当p H≤7时,量子点荧光完全猝灭;当p H7时,量子点荧光强度随着p H值的增加而增强,当p H为9.0时,荧光强度达到最大,然后随着p H值的升高荧光略有降低。量子点随着温度的升高荧光强度逐渐降低,当温度达到50℃以上荧光完全猝灭。一价金属离子对量子点荧光强度基本没有影响,二价金属离子对量子点荧光削弱程度的大小顺序为Fe2+Mn2+Cu2+Pb2+Co2+Ba2+Mg2+,三价金属离子对量子点荧光削弱程度的大小顺序为Fe3+Cr3+Bi3+Al3+。其中,Fe3+、Fe2+、Bi3+、Cr3+、Mn2+等金属离子对量子点的荧光有猝灭作用,PO43-、HPO42-、H2PO4-等离子对量子点荧光稍有增加作用,HCO3-、CO32-、CH3COO-、SO32-等阴离子对量子点的荧光有削弱甚至猝灭的作用,Cl-、SO42-、NO3-等离子对量子点荧光几乎没有影响。     

激光烧蚀制备石墨烯量子点的多发光带的荧光光谱研究

石墨烯量子点作为二维范德瓦尔斯晶体量子点的典型代表,具有一系列的优异性质和光明的应用前景^[1]。特别是石墨烯量子点优异的发光特性,使其在细胞成像、荧光传感等领域表现出巨大的应用潜力^[2-3]。然而,对石墨烯量子点发光机制的研究尚不清晰,这大大限制了石墨烯量子点发光的应用。其中一个重要原因在于,发光机制的实验和理论研究需要纯净的石墨烯量子点样品,以突显石墨烯量子点本身的发光。但常用的化学制备方式,由于需要浓酸、强碱、强氧化剂、高温或高压等条件,使得制备的石墨烯量子点常含有杂质。而杂质的存在会使发光机制研究中涉及到的因素变得复杂,部分杂质会使量子点发光减弱甚至淬灭。虽然传统的制备石墨烯量子点的方式都适合其相应的应用目标,但作为研究石墨烯量子点发光机制的目标还远远不够,因此就需要寻找制备高纯度的量子点的方法,特别是物理制备方法,以避免化学反应,并研究石墨烯量子点的荧光光谱。     

开关式氧化锌量子点荧光探针制备及其特异性检测Cu2+应用

采用溶胶凝胶法制备出一种荧光性能稳定的氧化锌量子点(ZnO-NH2 QDs),并对其进行紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光(PL)表征.基于Cu2+对ZnO-NH2 QDs动态荧光猝灭且Cu2+可与邻苯二胺(O...     

水热法制备的荧光碳量子点

以葡萄糖为碳源,通过水热法制备了碳量子点,并通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和傅里叶红外光谱（FTIR）等方法对样品的结构、形貌和光学性能进行表征。结果显示：以葡萄糖为碳源制备的碳量子点近似球形,大小均匀,分散性良好,无团聚现象。其发射波长依赖于激发波长,在紫外灯下发出明亮的绿光。     

基于量子点的荧光型太阳能聚光器

近年来,量子点在结构可控、光谱调节和光学稳定方面的研究进展,表明基于量子点的聚光器件表现出优于基于传统有机染料分子的光输出性能。量子点聚光器成为目前量子点研究领域的新方向。量子点在宏量制备和绿色制备方面的深入研究,使得量子点的制造成本逐步降低,基于量子点的聚光器具有光电转换效率和成本上的优势。本文综述了量子点聚光器的研究进展,主要包括荧光型聚光器的优点、聚光器对量子点光学性质的要求、器件制备的工艺和器件的性能表征方法。重点阐述了量子点的太阳光吸收能力、荧光量子产率和重吸收等关键因素对聚光器件性能的影响,同时介绍了该领域目前最新的研究方向,展望了廉价太阳能窗户在未来城镇建筑上的潜在应用。     

水溶性CdTe量子点荧光探针的制备表征及应用

采用水相合成法,在氮气气氛下,以3-巯基丙酸(MPA)为稳定剂制备了水溶性的CdTe量子点,并通过荧光(PL)光谱、紫外可见(UV-Vis)光谱、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射(XRD)对样品进行了表征。XRD结果表明量子点为立方闪锌矿结构,TEM结果表明量子点分散性较好,形状为球形,平均粒径为2.0 nm。进一步考察了回流时间、反应温度和体系pH值对量子点性能的影响,结果表明:回流时间、反应温度和体系pH值对量子点的粒径大小、粒径分布及生长速度均有影响。基于量子点对金属离子具有荧光响应的特性,以CdTe量子点为荧光探针实现了对水溶液中Ni2+的检测。     

异丙醇对油溶性CdSe团簇量子点荧光的影响

为了探究异丙醇对胶体CdSe团簇量子点荧光光谱的影响,使用胶体化学法在油酸-石蜡体系下合成CdSe团簇量子点,对团簇量子点和异丙醇采用不同的混合比例,得到了其修饰之后的荧光发光谱(PL)和紫外吸收(UV)光谱,并采用曲线拟合的方法对团簇量子点的光学性能进行了研究。通过对AFM和傅里叶红外光谱的分析,探讨了CdSe团簇量子点光学性能改变的内在联系。结果表明:随着异丙醇浓度的增加,量子点的荧光峰出现11 nm的蓝移,且蓝移曲线呈阶梯状变化;相对荧光强度也呈现出先上升再下降的波动性变化,且波动幅度最大能达到1 000 a.u.;量子点的第一吸收峰和第二吸收峰都会发生不同程度的红移,且最大红移达到12 nm。     

氮-磷共掺杂石墨烯量子点制备及荧光特性

为了制备氮-磷共掺杂石墨烯量子点(N,P-GQDs)以探索其荧光性质的可调性,我们采用水热法以柠檬酸为碳源,六氯三聚磷腈为氮源、磷源,制备出了蓝色光致发光的氮-磷共掺杂石墨烯量子点(N,P-GQDs)。通过一些测试表征可以发现:制备的N,P-GQDs尺寸分布均匀,其横向平均尺寸约4.8 nm,晶格间距为0.24 nm,纵向平均厚度约0.95 nm。在光学性能测试中,观察到N,P-GQDs的荧光发射光谱对激发波长具有强的依赖性,其对可见光表现为较强的吸收性。通过量子产率公式计算得出N,P-GQDs的量子产率为10.4%。所制备出的N,P-GQDs具有优异的抗漂白能力及光学稳定性。通过调节样品的稀释浓度比例对N,P-GQDs的荧光性质的可调性进行研究,发现随着稀释倍数的增加,荧光强度先增加后下降。此外,发现制备的N,P-GQDs对Fe 3+产生强烈的复合作用,使N,P-GQDs荧光猝灭,由此建立了Fe 3+的传感分析方法。     

微波法制备Mn2+掺杂ZnSe纳米材料及谱学性能研究

过渡金属掺杂的Ⅱ-Ⅳ族纳米材料有望替代CdSe类量子点作为新型的荧光标记物而受到广泛关注.利用微波加热法的体加热特点,以不同有机胺为配体溶剂,控制反应条件,制备了Mn2+掺杂的ZnSe纳米材料,并分别利用TEM、EDS、荧光光谱等手段对其形貌、结构和性能的关系进行了探索.Mn2+掺杂的纳米ZnSe粒子为200～500 nm的球形粒子,表面平整,为单晶的纤锌矿结构.掺杂后纳米粒子的发射峰显示Mn2+的跃迁发射,但不同的配体溶剂和掺杂量对产物的发光性能有明显影响.     

SrCO3:Mn2+绿色荧光粉的合成和发光性能

采用共沉淀法结合高温固相法,在碳还原气氛下合成了SrCO3:Mn2+绿色荧光粉,用XRD和荧光光谱分别对样品的结构和发光性能进行了表征.XRD结果证实,样品为单一斜方晶系的SrCO3相;荧光光谱检测表明,样品在267nm左右紫外线激发下,产生峰位位于547 nm的明亮绿光,对应于Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)...     

Ba9Y2(SiO4)6: Ce3+,Mn2+荧光粉的发光特性及能量传递

利用高温固相法制备了Ba₉Y₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(BYS:Ce³⁺,Mn²⁺)荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)谱、激发和发射光谱及荧光寿命的测试对材料的结构、发光特性和能量传递进行了研究。在327 nm激发下,BYS:Ce³⁺,Mn²⁺发射光谱中包含2个发射峰,分别为位于407 nm的Ce³⁺的蓝紫光发射和位于597 nm的Mn²⁺的红光发射。在该体系中,发现了Ce³⁺向Mn²⁺的有效能量传递,使得Mn²⁺在597 nm处的红光发射显著提高,当x(Mn²⁺)=0.25时,BYS:Ce³⁺,xMn²⁺的能量传递效率可达39%。实验表明,该荧光粉可为紫外基白光LED提供良好的红光光源。     

Na4Ca3(AlO2)10∶Eu2+,Mn2+荧光粉的发光特性

采用高温固相法,制得一种新型荧光粉Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺,Mn²⁺。样品的结构和发光性质分别由X射线衍射谱和荧光光谱来表征。在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺的激发光谱中出现了Eu²⁺的f-d跃迁吸收带;在发射光谱中,出现蓝光发射,峰值位于441 nm。当在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺中掺杂Mn²⁺时,发生了Eu²⁺→Mn²⁺的能量传递,在542 nm处出现了Mn²⁺的发射峰。在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺,Mn²⁺中,随着Mn²⁺浓度的增加,Eu²⁺粒子的发射强度减弱,而Mn²⁺粒子的发射强度增强,且Eu²⁺离子发射的衰减时间缩短,同时色度由蓝光移向白光。     

EPR characterization of Mn impurity ions in PbWO4 single crystals

The electron paramagnetic resonance (EPR) properties of the Mn²⁺ ions in PbWO₄ single crystals grown by the Czochralski method have been investigated in the X-band microwave frequency, at T=20 K. The angular dependence of the EPR line positions obtained by rotating the magnetic field in the main crystallographic planes shows that the local symmetry at the Mn²⁺ impurity ions is tetragonal, strongly suggesting that the Mn²⁺ ions substitute for the Pb²⁺ lattice cations, without charge compensation. The resulting spin Hamiltonian parameters compare well with the corresponding values for the Mn²⁺ ions in other isomorphous tungstates. The observed strong angular variation of the EPR linewidth has been quantitatively described considering a random distribution of lattice strains.     

深红色Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn~(4+),yMg~(2+)荧光粉的合成与发光性质

采用高温固相法在空气气氛中合成了新型Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn~(4+),yMg~(2+)深红色荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪表征荧光粉的晶体结构和形貌,并分析了发光性质,讨论了掺杂不同浓度Mn4+和过量Mg2+对样品发光强度的影响.结果表明,在300 nm波长激发下样品发射652 nm波长的红光,归因于Mn~(4+)的~2Eg—~4A_(2g)跃迁, Mn~(4+)的最佳掺杂浓度为0.14%.采用Blasse公式计算了Mn~(4+)-Mn~(4+)之间能量传递的临界距离,讨论了可能的能量传递过程和引起浓度淬灭的原因,采用Tanabe-Sugano能级图从理论上计算和分析了Mn~(4+)的d~3电子构型的晶体场强度大小.过量Mg~(2+)可以提高荧光粉的发光强度,同时导致了荧光寿命的缩短,荧光衰减曲线呈单指数变化.探讨了过量Mg~(2+)增强发光强度的机理,阐述了深红色荧光粉MgAl_2O_4:Mn~(4+)发光效率提高的原因.     

Ce3+和Mn2+掺杂的Ba9(Y2-xScx)(SiO4)6光谱特性和温度特性研究

采用高温固相法制备了Ba₉(Y_2-xSc_x)(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)样品。在该体系中,当Sc³⁺含量从x=0逐渐增加至x=2时,Ce³⁺的蓝光发射强度提高了1.7倍;同时,Mn²⁺的红光发射强度提高了1.9倍,显示了优良的红光特性。样品的发射光谱和漫反射光谱表明,Ce³⁺、Mn²⁺发射强度的增加与Ce³⁺吸收能力和Ce³⁺向Mn²⁺能量传递的提升有直接关系。研究了样品Ba₉Sc₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺的热稳定性。随着温度的升高,Mn²⁺的红光发射呈现先升后降的态势。当温度从室温升至488 K时,Mn²⁺发射强度仅下降至室温时的84%,表现出优良的热稳定性。高亮的红光发射和优良的热稳定性表明该荧光材料可为紫外基白光LED提供良好的红色光源。     

SrB4O7：Pr3+,Mn2+中的Pr→Mn能量传递

从能量传递的角度出发,利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)对Pr³⁺和Mn²⁺掺杂的SrB₄O₇粉末样品进行了光谱研究.206nm激发下,在SrB₄O₇:Pr³⁺(0.1%,摩尔分数)样品中观察到了来自Pr³⁺离子1S0能级的光子级联发射.SrB₄O₇:Pr³⁺样品的发射谱与SrB₄O₇:Mn²⁺样品监测Mn²⁺离子640nm发射的激发谱在330~430nm的波长范围里存在显著的光谱重叠.这个光谱重叠有利于Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递发生,从而将Pr³⁺离子级联发射中第一步不实用的紫外或近紫外光子转换为Mn²⁺的红光发射.双掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺,Mn²⁺与单掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺的发射谱比较揭示出Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递的确存在,并且提供了一种传递效率的估算方法,表明通过“Pr³⁺-Mn²⁺”组合有可能获得量子效率大于1的高效真空紫外激发发光材料.     

SrZn2(PO4)2:Sn2+,Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了SrZn₂(PO₄)₂:Sn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺), SrZn₂(PO₄)₂:Mn²⁺(SZ₂P:Mn²⁺), SrZn₂ (PO₄)₂:Sn²⁺, Mn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺) 荧光粉. 通过X射线衍射、激发和发射光谱详细研究了荧光粉的物相和发光性质. 在SrZn₂(PO₄)₂ 基质中, Sn²⁺离子发射光谱是峰值位于461 nm宽带谱, 归属于Sn²⁺离子的³P₁→¹S₀能级跃迁, SZ₂P:Mn²⁺激发光谱由基质吸收带(200–300 nm)和位于352, 373, 419, 431和466 nm的一系列激发峰组成, 分别对应Mn²⁺离子的⁶A₁(⁶S)→⁴E(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→[⁴A₁(⁴G), ⁴E(⁴G)], ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴G)和⁶A₁(⁶S)→⁴T₁(⁴G)能级跃迁, 因此, SZ₂P:Sn²⁺ 的发射光谱与SZ₂P:Mn²⁺的激发光谱有较大范围的重叠. 结果表明Sn²⁺对Mn²⁺发光有明显的敏化作用. 基于Dexter电多极相互作用能量传递公式和Reisfeld近似原理分析, 荧光粉SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺中Sn²⁺-Mn²⁺离子之间的能量传递机理属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递, 并计算出Sn²⁺-Mn²⁺离子之间能量传递临界距离R_c ≈ 1.78 nm. 通过改变Sn²⁺, Mn²⁺离子掺杂浓度, 实现了荧光粉发光颜色的调节, 在254 nm短波紫外激发下荧光粉发出较强的蓝白光. 研究结果表明SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺荧光粉有望应用于紧凑型节能灯照明领域, 随着半导体紫外芯片技术的发展, 有潜力应用于未来的白光发光二极管照明领域.     

共沉淀法制备暖白光LED用Na2TiF6:Mn4+红色荧光粉及其发光性能研究

采用简便的共沉淀法制备了不同Mn⁴⁺ 掺杂摩尔分数的Na₂TiF₆:Mn⁴⁺ 红色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、傅立叶红外光谱、激发和发射光谱及荧光寿命曲线进行了表征。结果表明,Mn⁴⁺的掺杂没有改变Na₂TiF₆的晶格结构,样品具有六方结构。Mn⁴⁺最佳掺杂摩尔分数为4.77%,量子效率为74%。在460 nm激发下,最强窄带发射峰位于628 nm处(²E_g-⁴A₂),色坐标为(0.681,0.317)。²E_g能级的荧光寿命曲线遵循双指数衰减,其荧光寿命值为3.148 ms。     

Role of vacancy-type defects in magnetism of GaMnN

Role of vacancy-type(N vacancy(VN) and Ga vacancy(VGa)) defects in magnetism of GaMnN is investigated by first-principle calculation.Theoretical results show that both the VNand VGainfluence the ferromagnetic state of a system.The VNcan induce antiferromagnetic state and the VGaindirectly modify the stability of the ferromagnetic state by depopulating the Mn levels in GaMnN.The transfer of electrons between the vacancy defects and Mn ions results in converting Mn~(3+)(d~4) into Mn~(2+)(d5).The introduced VNand the ferromagnetism become stronger and then gradually weaker with Mn concentration increasing,as well as the coexistence of Mn~(3+)(d~4) and Mn~(2+)(d~5) are found in GaMnN films grown by metal–organic chemical vapor deposition.The analysis suggests that a big proportion of Mn~(3+)changing into Mn~(2+)will reduce the exchange interaction and magnetic correlation of Mn atoms and lead to the reduction of ferromagnetism of material.