核/壳结构ZnS : Mn/CdS纳米粒子的制备及发光

利用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米粒子(ZnS : Mn),利用沉淀法对ZnS ∶ Mn纳米粒子进行了不同厚度的CdS无机壳层包覆。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及光致发光(PL)光谱等手段对样品进行了表征。TEM显示粒子为球形,直径大约在14~18 nm之间。由XRD结果可以看出CdS壳层的形成过程受到了ZnS ∶ Mn核的影响,导致其结晶较差。XRD和XPS测量证明了ZnS : Mn/CdS的核壳结构。随着CdS壳层的增厚,样品的发光强度呈现一直减弱的现象。     

核-壳结构的ZnS:Mn纳米粒子的荧光增强

采用反胶束方法制备了ZnS :Mn纳米粒子并对其进行了ZnS壳层修饰 ,采用发射光谱和激发光谱对其光学性质进行了研究。与未包覆的ZnS:Mn纳米粒子相比 ,核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子来自于Mn2 离子的 5 80nm的发光增强了数倍 ,归因于ZnS壳增加了Mn2 离子到纳米颗粒表面的距离 ,减弱了Mn2 离子向表面猝灭中心的传递。样品制备后 ,核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子在 5 80nm的发光随时间略有增强 ,激发光谱的位置未发生明显变化 ,而未包覆的ZnS:Mn纳米粒子在 5 80nm的发光显著增强 ,同时自激活发光减弱 ,激发光谱明显发生红移 ,说明未包覆的ZnS :Mn纳米粒子的尺寸随时间增大 ,而核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子尺寸基本不变。     

核/壳结构的ZnS:Mn/SiO_2纳米粒子的制备及发光性质研究

采用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米粒子(ZnS∶Mn),然后利用正硅酸乙酯(TEOS)的水解反应对其进行了不同厚度的SiO2无机壳层包覆。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及荧光发射光谱(PL)对样品的结构及光学性质进行了表征和研究。包覆SiO2壳层后,粒子的粒径明显增大并且在ZnS∶Mn纳米粒子表面可以观察到明显的SiO2壳层。XPS测试印证了ZnS∶Mn/SiO2的核壳结构。随着SiO2壳层的增厚,ZnS∶Mn/SiO2的Mn离子的发光先增强后减弱,这是因为SiO2壳层同时具有表面修饰和降低发光中心浓度这两种相反的作用。当壳层厚度(壳与核的物质的量的比)达到5时,发光效果达到最好,其强度达到未包覆样品的7.5倍。     

ZnS:Mn纳米荧光粉的制备

介绍一种制备ZnS:Mn纳米荧光粉的化学合成方法。本合成通过调节甲基丙烯酸与巯基乙酸的摩尔比，可在1.8-3nm范围内对纳米粒径进行很好的控制。生成的聚甲基丙烯酸包敷了ZnS:Mn纳米微粒，从而防止了纳米微粒团聚，同时增强了纳米微粒的抗氧化性，大大提高了纳米荧光粉的发光效率和发光稳定性。通过透射电镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）和光致发光谱（PL）对所制得的纳米粉末进行了表征。     

核壳结构CdS/ZnS纳米微粒的制备与光学特性

用微乳液法制备CdS纳米微粒 ,以ZnS对其进行表面修饰 ,得到具有核壳结构的CdS/ZnS纳米微粒 .采用X射线衍射 (XRD)、透射电镜 (TEM )表征其结构、粒度和形貌 ,紫外 可见吸收光谱 (UV)、光致发光光谱(PL)表征其光学特性 .制得的CdS近似呈球形 ,直径为 3.3nm ;以XRD和UV证实了CdS/ZnS核壳结构的实现 .研究了不同ZnS壳层厚度对CdS纳米微粒光学性能的影响 ,UV谱表明随着壳层厚度的增加纳米微粒的吸收带边有轻微的红移 ,同时短波吸收增强 ;PL谱表明壳层ZnS的包覆可减少CdS纳米微粒的表面缺陷 ,带边直接复合发光的几率增大 ,具有合适的壳层厚度时发光效率大大提高 .     

ZnS:Mn纳米晶的制备及其发光性能研究

以C19H42BrN为表面活性剂,采用水热法合成了ZnS:Mn纳米晶,分别利用XRD、TEM、荧光光谱仪对其物相、形貌及光学性能进行了研究。结果表明:ZnS:Mn纳米晶为闪锌矿ZnS结构,颗粒近似球形,平均粒径为4～8 nm。荧光光谱显示,ZnS:Mn纳米晶的荧光发射峰强度随着Mn2+掺杂浓度和表面活性剂含量的增加而逐渐增强。     

ZnS:Mn2+,Sm3+中Mn2+、Sm3+中心之间能量传递的分时光谱研究

前一阶段我们比较系统地研究了ZnS:Mn2+,Sm3+材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的能量传递。通过测量ZnS:Mn2+、ZnS:Sm3+和ZnS:Mn2+,Sm3+三种材料的发射光谱、激发光谱、选择激发发光光谱,证实了Mn2+中心和Sm3+中心之间存在偶极—偶极相互作用的无辐射能量传递。为了进一步研究Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用及其物理特点,我们又仔细测量了上述三种不同类型材料的分时光谱,这不仅可以更清楚地了解激发停止后Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用,而且有效地解决了Mn2+中心发射光谱和Sm3+中心某些特征光谱线交叠引起的测量发光衰减的困难。     

中空Ag纳米球壳的制备及性能表征

 以改性聚苯乙烯微球为模板,采用化学镀法在聚苯乙烯微球表面包覆一层银,在四氢呋喃溶液中将聚苯乙烯微球溶解,得到中空Ag纳米球壳。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪对样品进行了表征及分析,并用紫外可见分光光度计研究了粒子的光学性质。实验结果表明：运用此法成功地制备出中空Ag纳米球壳的内径为250 nm,壁厚约为15 nm,并且成功地使纳米粒子的紫外吸收光谱由600 nm红移至900 nm左右,实现了在可见光至近红外光区调节Ag纳米结构的吸收峰。     

Mn2+和RE3+在ZnS和ZnSe中的Auger猝灭

在改变MS结势垒区宽度的同时,我们测量了在ZnSe:Mn2+晶体、ZnS:Er3+和ZnS:Sm3+薄膜中的Mn2+、RE3+特征谱的电致发光衰减.测量了高阻和低阻ZnS:Mn2+在变化温度(77K—500K)时,Mn2+发光强度的改变.认为在室温以下,Mn2+和RE3+在低阻ZnS和ZnSe中的辐射跃迁均受到Auger猝灭的影响.     

核-壳结构的ZnS:Cu/ZnS纳米粒子的制备及发光性质研究

制备了核-壳结构的ZnS:Cu/ZnS纳米粒子以及普通的没有壳的Cu2 掺杂的ZnS纳米粒子,研究了ZnS无机壳层对ZnS:Cu纳米粒子发光性质的影响.透射电子显微镜、激发光谱和发射光谱的研究表明,后加入的Zn2 离子在已经形成的ZnS核表面生长,形成ZnS壳层;而适当厚度的ZnS壳层可以钝化粒子表面,减少无辐射复合中心的数目,抑制表面态对发光的不利影响,提高ZnS:Cu纳米粒子中Cu2 离子在450 nm左右的发光强度.     

Characterization and luminescent properties of SiO2:ZnS:Mn and ZnS:Mn nanophosphors synthesized by a sol-gel method

ZnS and SiO₂-ZnS nanophosphors, with or without different concentration of Mn²⁺ activator ions, were synthesized by using a sol-gel method. Dried gels were annealed at 600 °C for 2 h. Structure, morphology and particle sizes of the samples were determined by using X-ray diffraction (XRD), highresolution transmission electron microscopy (HRTEM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The diffraction peaks associated with the zincblende and the wurtzite structures of ZnS were detected from as prepared ZnS powders and additional diffraction peaks associated with ZnO were detected from the annealed powders. The particle sizes of the ZnS powders were shown to increase from 3 to 50 nm when the powders were annealed at 600 °C. An UV-Vis spectrophotometer and a 325 nm He-Cd laser were used to investigate luminescent properties of the samples in air at room temperature. The bandgap of ZnS nanoparticles estimated from the UV-Vis data was 4.1 eV. Enhanced orange photoluminescence (PL) associated with ⁴T₁→⁶A₁ transitions of Mn²⁺ was observed from as prepared ZnS:Mn²⁺and SiO₂-ZnS:Mn²⁺ powders at 600 nm when the concentration of Mn²⁺ was varied from 2-20 mol%. This emission was suppressed when the powders were annealed at 600 °C resulting in two emission peaks at 450 and 560 nm, which can be ascribed to defects emission in SiO₂ and ZnO respectively. The mechanism of light emission from Mn²⁺, the effect of varying the concentration on the PL intensity, and the effect of annealing are discussed.     

ZnS掺Mn的电子结构研究

 用自旋极化的LSD-LMTO（Local-Spin-Density Linear Muffin-Tin-Orbital Method）方法，对ZnS掺入Mn发光中心的电子结构进行了大型超原胞模拟计算。在自洽收敛的条件下，先对纯ZnS调节计算参数（原子球、空球占空比），使计算的带隙E_g=3.23 eV；然后用原子球替代方式自洽计算杂质密度在E_g中的相对位置，模拟计算了在六角结构ZnS中掺入不同浓度的Mn杂质后有关的杂质能级在E_g中的相对位置。计算结果表明：（1）单个缺陷的杂质能级性质与配位场理论结果相符合，直接用杂质态密度来表示；（2）掺入杂质的浓度对杂质能级位置的影响不大，这与实验结果相一致。     

变色的ZnS：Mn/SrS：Ce/ZnS：Mn薄膜电致发光的研究

利用ZnS:Mn/SrS:Ce/ZnS:Mn多层结构,得到了一种可变颜色的薄膜电致发光器件。研究了这一器件的发射光谱随电压和频率的变化,并讨论了随电压的增加,发射光谱中蓝带和黄带的不同增长的原因,以及在不同电压下,发射光谱中蓝带和黄带随频率变化的不同趋势的原因。观察到随驱动频率的增加,发射光谱出现黄-蓝色位移。     

Luminescent thin ZnS : Mn films

Photo-, cathodo-, β-luminescence spectra of the ZnS : Mn films and electroluminescence spectra of highly efficient d.c. diodes with SnO_x-ZnS : Mn-Cu_xS-ZnS : Mn-Al structure have been investigated. Strong dependence of intensity and structure of the luminescence band on applied voltage has been found. Results suggest that collision cannot be the only process causing luminescence of the d.c. diodes investigated. The yield of Mn luminescence in ZnS is found to be strongly electric field-dependent.     

玻璃基质中ZnS纳米晶Mn2+的EPR谱

用融熔法制备分散有ZnS:Mn²⁺纳米晶的纳硼硅(Na₂O-B₂O₃-SiO₂)玻璃在不同温度、时间对样品进行退火处理,得到不同尺寸的纳米晶.研究了玻璃基质中ZnS:Mn²⁺纳米晶的EPR谱、微波功率饱和EPR谱及发射光谱,发现Mn²⁺有二种组态,即替位组态和间隙位组态.分析结果表明替位组态Mn²⁺及周围立方晶场的畸变程度直接影响光学发光特性.     

Luminescence in ZnS: La and ZnS: (Mn,La) phosphors

The photo (PL) and electro (EL) luminescence in ZnS: MnLa and ZnS: La have been studied. The enhancement and quenching of emission bands have been observed on the simultaneous application of sinusoidal field and photons. The wave shape, voltage, frequency and temperature dependence of EL brightness have been reported. A study of the phosphorescence and thermoluminescence of these phosphors is also carried out and it is observed that the trap-depth changes slowly with temperature and activator concentration. An attempt has been made to calculate the trap depth by studying temperature dependence of EL brightness. The results are reported and discussed.     

Excited-state absorption spectra of ZnS : Mn

Absorption bands have been found at 655 and 830 nm in a Mn²⁺-doped ZnS crystal under intense optical excitation. From the close correlation to the orange fluorescence, these bands are ascribed to the transitions from the emitting state ${}^4\text{T}{}_1\text{(}{}^4\text{G)}$ of Mn²⁺. This observation of the excited-state absorption makes it possible for the first time to locate higher excited levels of impurity ions hidden behind the strong fundamental absorption of the host material by a direct optical absorption method. Assignments for the terminal states of the observed absorption transitions are discussed.     

MOCVD技术制备的ZnS:Mn电致发光薄膜结晶性及Mn2+分布

本文报导了用MOCVD技术制备的ZnS:Mn电致发光薄膜为立方晶相,结晶取向性好,颗粒大。从高倍率的扫描电镜拍摄的照片观察到薄膜的表面平滑。SIMS测量表明Mn2+在ZnS薄膜纵向分布均匀,但在两侧有起伏,可能的原因是在生长的初终阶段流量的突变使化合物的化学计量比偏离而产生位错,引起原子的局部堆积,并且由于初终阶段ZnS:Mn生长的衬底不同使原子堆积层厚度不同。     

掺杂纳米半导体超微粒ZnS:Mn2+光学特性研究

九十年代对纳米尺寸(nanoscale)材料的光物理性质的深入研究,导致了介于微观与宏观物理间的新的学科一介观物理(mesoscopic physics)的产生.其科学义在于建立和发展介于原子分子和固体之间所谓介观系统(mesoscopic system)的量子理论,揭示介观物质特性及其相互作用本质,并利用介观特性探索新型结构和功能材料.以往对纳米半导体超微粒材料的研究主要集中于与本征特性相关的量子尺寸效应,或缺陷对超微粒本征特性的影响[1,2].超微粒中过渡金属离子中心发光性质研究首次报道于1993年[3,4]并指出这可能成为崭新的一类发光材料.