玻璃中的ZnS:Mn2+超微粒发光的量子尺寸效应

自从Bhargava等^[1]报道了化学反应合成的ZnS:Mn²⁺纳米微粒的光学性质,掺杂半导体纳米微粒发光性质的研究受到了极大的重视。掺杂纳米微粒有可能成为新的一类发光材料.本文报导用熔融法制备的ZnS:Mn²⁺玻璃在光学性质上的量子尺寸效应。     

Mn2+, Pb2+共掺杂ZnS纳米材料制备及光致发光

采用聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为表面包覆剂,在室温大气条件下的水溶液中制备了ZnS:Mn,Pb纳米晶。讨论了Mn²⁺和Pb²⁺掺杂量对ZnS纳米发光材料光致发光强度的影响,确定了Mn²⁺和Pb²⁺掺杂量相对于Zn²⁺的最佳的量的比,并对其发光机理进行了初步的探讨。     

玻璃基质中ZnS纳米晶Mn2+掺杂的两种组态下载流子限域

用融熔法制备了分散有ZnSⅩⅣMn2+纳米晶的钠硼硅(Na2O-B2O2-SiO2)玻璃.对样品在不同温度和时间下进行退火处理,获得不同尺寸的纳米晶.通过激发和发射光谱测量发现样品中的Mn2+有两种组态,即替位组态(Mn2+)替位和间隙组态(Mn2+)间隙.用有效质量模型计算了纳米晶的粒径.结果表明在一些样品中存在着载流子限域即R<Ra.     

YAG:Mn2+的EPR谱的理论解释

本文利用SCF-d轨道理论,采用d⁵离子低对称场下的高阶微扰零场分裂公式,对YAG:Mn²⁺的零场分裂进行了理论计算,得到了与实验相符合的理论结果.从而解决了多年来YAG:Mn²⁺的EPR谱中理论与实验不符的困难.     

P掺杂对绿色荧光粉BaMgAl$lt;sub$gt;10$lt;/sub$gt;O$lt;sub$gt;17$lt;/sub$gt;:Mn$lt;sup$gt;2+$lt;/sup$gt;性能的影响

采用高温固相法合成P掺杂的BaMgAl₁₀O₁₇:Mn²⁺荧光粉,其中P通过（NH₄）₂HPO₄引入.利用X射线衍射谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、能量色散谱、真空紫外光谱等研究了P掺杂对BaMgAl₁₀O₁₇:Mn²⁺晶体结构、微观形貌、发光性能等的影响.研究结果表明：（NH₄）₂HPO₄具有助熔剂的作用,它的加入有助于荧光粉的晶化,改善荧光粉的形貌.P掺杂进入晶格,使得晶胞参数变小,从而改变了Mn²⁺的晶体场环境,引起发射光谱蓝移,色坐标x值降低.P掺杂能有效提高基质对真空紫外线的吸收,从而提高真空紫外激发下的发光强度. 关键词： P掺杂 10O₁₇:Mn²⁺')" href="#">BaMgAl₁₀O₁₇:Mn²⁺ 晶体结构 真空紫外     

MgF2:Mn2+光谱、超精细常数和局部结构的关联

基于电子顺磁共振(EPR)超精细常数A_s确定键长的新方法和半自洽场d轨道理论，对MgF₂:Mn²⁺光谱和EPR超精细常数作出了统一解释.得到室温下MgF₂:Mn²⁺晶体中杂质中心Mn—F的键长为0.2124±0.0010nm. 关键词： 晶体场 电子顺磁共振 光学和磁学性质     

Mn4+掺杂的新型铝酸盐红色长余辉材料

用高温固相法合成了红色长余辉发光材料LiAl₅O₈:Mn⁴⁺,Li₅AlO₄:Mn⁴⁺,LiAlO₂:Mn⁴⁺,发现前两种材料有红色余辉,这方面并没有报道过,并对这两种材料的发光性能作了研究,指明了不同基质中发光强弱不同原因。对不同Mn⁴⁺掺杂浓度的材料做了浓度依赖关系研究,确认Mn⁴⁺的发光是²E→⁴A₂的跃迁。Mn⁴⁺的发光是个宽带谱,材料在紫外区有强的吸收,发射谱范围可达620~770nm,峰值在675nm。对长余辉机制进行了探讨。     

抗坏血酸同顺磁离子Mn2+、Gd3+络会的13C NMR研究

该文用顺磁离子对其近邻¹³C核的NMR吸收增宽效应,系统地研究了抗坏血酸在不同溶剂中对金属离子Mn²⁺、Gd³⁺的配合行为.在水溶液中,抗坏血酸可通过两种配合方式与Mn²⁺作用,但与Gd³⁺的作用只有一种稳定的结构.在水中抗坏血酸对金属的配位活性部位分别是1位羟基氧,3位离解的羟基氧和6位羟基氧.在DMSO中,3位羟基由于H⁺对该基团的静电遮蔽而变得对金属离子Mn²⁺表现为配位惰性,同时6位羟基配位活性较大增强.对Gd³⁺来说,此时没有优势配位活性部位存在.文章还讨论了抗坏血酸在H₂O-DMSO混合溶剂中的¹³C NMR谱及在DMSO中NaOH对其¹³C NMR谱及其与金属络合结构的影响.     

纳米晶体ZnS：Mn2+发光寿命异常减缩机理的探讨

纳米晶体ZnS:Mn²⁺中Mn²⁺粒子⁴T₁→⁶A₁的发光寿命比晶体减缩了5个量级,这颇令人费解,因为通常解除自旋禁戒的磁作用远无如此强的效应.假定基质态的自旋不为零,且考虑了Mn²⁺的d电子和基质之间的交换库仑作用.若基质存在比Mn²⁺的⁴T₁激发态能量略高的某种激发态,则这种交换库仑作用将导致这两种激发态之间的混合,从而可解除发光能级弛豫中的自旋禁戒.这种混合随基质颗粒尺寸的减小而加强.我们并对此机制进行粗略的数值估计,给出了和实验相容的结果.     

锗酸锌锰荧光体发光学与荧光瞬态衰减研究

制备一系列锗酸锌锰荧光体,并探讨其发光特性、瞬态荧光衰减与色度值与所掺杂锰离子含量之间的相互关系.本系列荧光体锰离子发射峰波长,随Mn²⁺含量由0增加0.05,由527nm红移至534nm.实验表明这可能与Mn²⁺所占据的四面体格位,遭扭曲而导致晶场强度变弱有关.本系列荧光体的CIE色度坐标值,则随所掺杂Mn²⁺含量,仅有微小改变.锗酸锌锰荧光体瞬态荧光衰减的研究结果表明:锗酸锌基质的衰减生命期在纳秒范围;随Mn²⁺掺杂量增加,在毫秒范围的锰离子荧光衰减生命期逐渐缩短.此现象可能与Mn²⁺-Mn²⁺离子对中,Mn²⁺的自旋交换相互作用有密切关系.     

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.     

Improved photoluminescence of ZnS:Mn nanocrystals by microwave assisted growth of ZnS shell

The photoluminescence (PL) of ZnS:Mn nanocrystals was improved greatly by microwave assisted growth of ZnS shell. Under optimized conditions, the luminescence quantum yield of ZnS:Mn nanocrystals increased from 2.8% to 12.1% after the growth of the ZnS shell. Time-resolved fluorescence spectroscopic and electron paramagnetic resonance measurements indicate that the improvement of the dispersivity of the doped Mn ions is responsible for the PL enhancement. Growth of the ZnS shell not only facilitated the diffusion of Mn ions during microwave irradiation but also prohibited the segregation of Mn ions on the particle surface. As a result, more isolated Mn²⁺ ions were produced after the growth of the ZnS shell, and thus the orange luminescence of ZnS:Mn nanocrystals was enhanced greatly.     

Luminescence enhancement of Mn doped ZnS nanocrystals passivated with zinc hydroxide

Mn-doped ZnS nanocrystals prepared by solvothermal method have been successfully coated with different thicknesses of Zn(OH)₂ shells through precipitation reaction. The impact of Zn(OH)₂ shells on luminescent properties of the ZnS:Mn nanocrystals was investigated. X-ray diffraction (XRD) measurements showed that the ZnS:Mn nanocrystals have cubic zinc blende structure. The morphology of nanocrystals is spherical shape measured by transmission electron microscopy (TEM). ZnS:Mn/Zn(OH)₂ core/shell nanocrystals exhibited much improved luminescent properties than those of unpassivated ZnS:Mn nanocrystals. The luminescence enhancement was observed with the Zn(OH)₂ shell thickening by photoluminescence (PL) spectra at room temperature and the luminescence lifetime of transition from ⁴T₁ to ⁶A₁ of Mn²⁺ ions was also prolonged. This result was led by the effective, robust passivation of ZnS surface states by the Zn(OH)₂ shells, which consequently suppressed nonradiative recombination transitions.     

Accurate determination of the spin Hamiltonian parameters for Mn2+ ions in cubic ZnS nanocrystals by multifrequency EPR spectra analysis

Accurate determination of the spin Hamiltonian (SH) parameters, describing the electron paramagnetic resonance (EPR) spectra of paramagnetic impurity ions in wide band gap semiconductor nanocrystals, is essential for determining their localization and quantum properties. Here we present a procedure, based on publicly available software, for determining with higher accuracy the SH parameters of isolated Mn(2+) impurity ions in small cubic ZnS nanocrystals. The procedure, which can be applied to other cubic II-VI semiconductor nanocrystals as well, is based on the analysis of both low and high frequency EPR spectra with line shape simulation and fitting computing programs, which include the hyperfine forbidden transitions and line broadening effects. The difficulties, limitations and errors which can affect the accuracy in determining some of the SH parameters are also discussed.     

分散有ZnS:Mn2+纳米超微粒的有机薄膜的制备和光学性质

近年来,半导体超微粒的合成及光物理性质研究已成为活跃的领域.由于量子尺寸效应引起的量子点能级结构的变化及其光学性质已经作了大量研究[1-4].1993年,Bhar-gava首次报导了化学反应合成的ZnS Mn超微粒的光学性质[5],掺杂半导体纳米材料的出现,为纳米科学的研究开辟了新的领域.     

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。     

掺杂Mn2+的浓度对CdS纳米颗粒光致发光的影响

采用反胶束法,合成了硅土包裹的掺有不同浓度的Mn2 的CdS纳米颗粒.高分辨电镜表明这些颗粒的直径小于5 nm.仅仅改变Mn2 的掺杂浓度,研究了这些颗粒的光致发光谱和光致发光激发谱,结果表明:Mn2 浓度的大小对掺杂CdS纳米颗粒的发光产生了重要的影响.通过电子顺磁共振谱的测量和分析揭露了Mn2 浓度影响这些掺杂颗粒发光效率的原因.     

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。