CdS:Mn纳米棒的溶剂热合成与发光性质

近年来,一维纳米材料已成为广泛的研究热点.其中,Ⅱ-Ⅵ族掺杂半导体发光材料是一个重要的研究方向.研究者已通过不同的方法合成ZnS或CdS基掺杂纳米发光材料,以期得到基质与发光中心之间有效的能量传递,以及控制基质本身的缺陷发光.溶剂热便是其中一种较新的合成方法,通过它可以在相对温和的反应条件下得到均一的、结晶度较高的产品,在硫化物纳米发光材料的合成方面具有一定的优势.本文以乙二胺为溶剂,采用溶剂热方法制备出CdS︰Mn纳米棒,并系统研究了反应温度、硫镉比和反应时间对CdS︰Mn纳米晶的结晶度和发光性质的影响.(1)反应温度的影响.当[Cd(CH3COO)2]=0.0278mol·L-1,[TAA](硫代乙酰胺)=0.0556mol·L-1,[Mn(CH3COO)2]=0.000278mol·L-1时,分别在130,190,220,230,250℃恒温反应10h.随着反应温度的升高,CdS︰Mn纳米晶的结晶度逐渐提高.因为Mn2+掺杂进入CdS晶格,CdS纳米棒沿[001]晶向的生长优势逐步减弱并最终消失.在130～220℃之间,样品的发光强度变化不大.在220℃以上,样品的发光强度随反应温度的升高而迅速降低.(2)硫镉比的影响.当[Cd(CH3COO)2]=0.0278mol·L-1,[Mn(CH3COO)2]=0.000278mol·L-1时,改变TAA的浓度,分别采用0.5︰1,1︰1,1.5︰1,2︰1的硫镉摩尔比,在130℃恒温反应10h.发现随着硫镉比的提高,CdS︰Mn纳米晶的结晶度逐渐提高.当反应物中硫过量时,晶格缺陷以及表面悬空键数量降低,产品的发光强度随硫镉比升高而逐步提高.(3)反应时间的影响.当[Cd(CH3COO)2]=0.0278mol·L-1,[TAA]=0.0556mol·L-1,[Mn(CH3COO)2]=0.000278mol·L-1时,分别在130℃恒温反应1.5,2.5,4,6,10h.当反应时间少于4h时,CdS︰Mn纳米晶的结晶度迅速提高;而在4～10h之间,产品的结晶度变化不大.TEM图像显示了CdS︰Mn纳米棒的形成过程,只有当反应时间达到4h以上时,才能得到棒状产品.随着反应时间的延长,产品的发光强度先急剧降低,而后略微升高,这可能与纳米棒形成过程中产生的大量表面态有关.通过发光性质的研究,发现CdS基质的缺陷发光得到很好的抑制,产品在室温下即具有绝对优势的Mn2+发光(593nm),归于Mn2+的d-d(4T1-6A1)跃迁.激发光谱表明,本文所讨论的样品均显示出CdS基质的宽吸收,CdS基质与发光中心Mn2+之间存在有效的能量传递.综合考虑产品的形状与发光性质,当采用2︰1的硫镉比,不需要任何其他添加剂,在130℃反应10h制得Mn2+掺杂浓度为1%的CdS纳米棒,其在593nm附近的发光强度较强.CdS︰Mn纳米棒在纳米尺度电子和光子设备中具有潜在的应用价值.     

Na2SiF6对Er3+, Yb3+共掺杂上转换发光材料颗粒度的影响

合成了Er3+, Yb3+共掺杂的纳米级上转换发光材料.针对稀土离子Er3+, Yb3+共掺杂上转换发光材料的制备过程, 研究了络合剂和Na2SiF6对控制最终产物颗粒度的作用, 指出络合剂和Na2SiF6的共同作用有利于合成出粒度分布比较均匀的纳米级上转换发光材料, 讨论了Na2SiF6的作用机制, 并简单阐述了上转换发光材料的发展和应用.     

Eu~(3+)掺杂的LaPO_4和LaAlO_3纳米体系及其发光性质

Eu3+离子掺杂的LaPO4纳米线或纳米棒通过一种简单的水热反应方法被成功地合成出来.水热反应条件以及生成产物的烧结条件对LaPO4基质材料的形貌和结构的影响,通过扫描电子显微镜和X射线衍射等表征手段进行了研究.生成物的物相和形貌可以通过改变反应条件得到很好的控制.LaAlO3也是一种很重要的无机材料,其粉末状态有较高活性和选择性,因而作为催化剂被广泛研究.其体相材料因具有钙钛矿结构,与Y-Ba-Cu-O和Bi-Sr-Ca-Cu-O等超导体系有很好的点阵匹配和热扩散匹配.稀土离子掺杂的镧系化合物的光致发光性不仅与基质材料的组成结构有关,而且与晶体的形貌和尺寸也有关,所以Eu3+离子分别被掺入到单斜晶系独居石结构的LaPO4和钙钛矿结构的LaAlO3中以作对比实验.为了了解反应物周围环境对产物性质的影响,LaPO4:Eu3+和LaAlO3:Eu3+的纳米颗粒同时用共沉淀法制得.不同形貌的LaPO4:Eu3+纳米体系的发光强度略有不同.掺杂的单斜晶系独居石结构的LaPO4和钙钛矿结构的LaAlO3纳米颗粒发光最强时,Eu3+离子的最佳掺杂摩尔百分比分别为5.0%和3.5%.在适当的紫外光照射下,LaAlO3:Eu3+(3.5mol%)比LaPO4:Eu3+(5.0mol%)发射更亮的红光,这是由于两者有不同的自旋轨道耦合和共价键,这表明在纳米尺度下,LaAlO3也是一种很好的稀土离子掺杂的基质材料.     

纳米晶ZnO∶Er3+的制备及其室温上转换发射

采用化学沉淀法成功地将Er3+掺杂到纳米晶ZnO基质晶格中, 所制备的纳米晶ZnO∶Er3+粉体具有强室温发射现象, 并观测到其室温上转换发射现象. 纳米晶ZnO∶Er具有较高的上转换效率, 用978 nm激光激发, 肉眼可观察到绿色发光. 本文制备的纳米晶ZnO∶Er3+粉体发光材料不同于Er掺杂的体材料ZnO粉体.     

四方相LaVO_4：Ln（Ln=Nd/Er）近红外发光纳米材料的水热合成

本文通过EDTA辅助的水热法合成了四方相稀土矾酸盐一维纳米材料,并通过Nd3＋或Er3＋掺杂使其具有近红外发光性质.与利用柠檬酸根作为配体合成得到的单斜相纳米晶相比,四方相矾酸盐具有更高的发光强度.通过对反应条件的改变,分别考察了EDTA-稀土离子投料比和掺杂离子浓度对产物形貌及发光性质的影响,发现在纳米尺度下,稀土离子具有更高的猝灭浓度.     

稀土离子掺杂的AgLa(WO4)2枝状纳米材料的合成与上转换发光性质

通过无模板的水热方法合成了AgLa(WO4)2树枝状纳米晶,没有表面活性剂等模板的介入,使反应变得简捷、绿色和经济. 综合利用多种测试手段对所得材料进行了表征,如X-射线粉末衍射,扫描电子显微镜,透射电子显微镜等,并根据实验结果的分析提出了扩散限制生长（DLA,diffusion-limited aggregation）模型. AgLa(WO4)2树枝状纳米晶可以作为稀土离子掺杂的主体材料,这种掺杂稀土离子（Yb3+, Er3+, Tm3+）的纳米晶在980 nm激光激发下展示丰富的上转换发光颜色. 根据上转换光谱详细研究了AgLa(WO4)2:RE3+树枝状纳米晶在980 nm激光激发下的上转换发光性质和发光机理.     

Si_5P_6O_(25)∶Tb~(3+)的结构与荧光性质

近年来，掺稀土离子发光材料的研究引起了人们的极大兴趣，已经制备出各种有应用价值的掺稀土发光材料，如掺Tb３＋的三基色发光粉等。由于稀土离子的发光极易受基质的影响，且在不同基质中稀土离子的发光强度不同。所以人们的研究重点集中在改变基质材料上，以减少昂贵稀土的掺杂量，从而提高稀土的发光强度。Tb３＋能发射特征的绿色荧光，其发光强度高，量子效率高，所以围绕铽合成不同基质的发光材料一直是人们所感兴趣的研究课题。ZhangH．X．等犤１犦制备了掺杂Tb３＋、Eu３＋的Zn２SiO４体系发光材料，该材料像广泛应用于电视和C…     

Eu^3＋掺杂的LaPO4和LaAlO3纳米体系及其发光性质（摘要）

Eu^3＋离子掺杂的LaPO4纳米线或纳米棒通过一种简单的水热反应方法被成功地合成出来.水热反应条件以及生成产物的烧结条件对LaPO4基质材料的形貌和结构的影响,通过扫描电子显微镜和X射线衍射等表征手段进行了研究.生成物的物相和形貌可以通过改变反应条件得到很好的控制.LaAlO3也是一种很重要的无机材料,其粉末状态有较高活性和选择性,因而作为催化剂被广泛研究.其体相材料因具有钙钛矿结构,与Y-Ba-Cu-O和Bi-Sr-Ca-Cu-O等超导体系有很好的点阵匹配和热扩散匹配.     

一步水热法制备铜掺杂纳米碳点及其在白光器件中的应用

以一水合乙酸铜和苯胺为原料, 合成了铜掺杂纳米碳点(Cu-CDs). 通过优化实验参数, 确定了合成Cu-CDs的最佳反应时间、 反应温度和原料摩尔比分别为5 h, 210 ℃和1∶1. 与相同条件下的对照实验相比, Cu的掺杂使碳点(CDs)的荧光强度明显提高, 并实现了良好的多色发光性能. 在365 nm紫外光激发下, Cu-CDs可直接发射强烈的白光. 进一步与紫外发光二极管(LED)芯片结合, 得到白色发光器件, 色坐标为(0.337, 0.337), 非常接近纯白光的色坐标(0.33, 0.33). 这种制备Cu-CDs材料的方法及突出的白光发射性能, 拓宽了碳点在发光器件中的应用.     

纳米NaYF4:Yb,Ho上转换荧光粉的合成及其性质研究

以EDTA为螯合剂,采用络合共沉淀法合成了纳米级镱、钬共掺杂的氟化钇钠上转换荧光材料.所合成的纳米材料颗粒均匀,分散性好.通过调节EDTA的加入量,可在41～148nm范围内调控纳米颗粒的大小.在980nm红外激光器照射下,肉眼可观察到明亮的上转换荧光,对发光机理进行了探讨.     

绿色合成CdSe及制备CdSe-聚氨酯纳米复合发光材料

通过一步法绿色合成了CdSe-聚氨酯(CdSe-PU)纳米复合发光材料.在N2保护下,将单质硒(Se)溶于蓖麻油,以蓖麻油酸作为氧化镉(CdO)的配体,合成硒化镉(CdSe)纳米晶.将聚丙二醇2000和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)合成的预聚体,加入含CdSe纳米晶的蓖麻油溶液,通过交联作用得到CdSe-PU纳米复合发光材料.采用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)对CdSe纳米晶和聚氨酯复合材料的结构和性能进行了表征.结果表明:此方法合成的CdSe纳米晶性能良好,能在聚氨酯纳米复合材料中均匀分散且性能稳定,CdSe-PU纳米复合材料耐热性有所提高.     

无机纳米稀土发光材料的制备方法*

无机纳米稀土发光材料作为一种重要的发光材料,由于具有独特的光、电和化学性质,使其在高性能磁体、发光器件、显示、生物标记、光学成像和光学治疗等方面得到了广泛的应用。稀土发光材料的这些性质与材料的尺寸和形状密切相关,近年来研究者已经利用多种合成方法制备了不同形状的纳米稀土发光材料,包括纳米线、纳米棒、纳米管、纳米纤维和纳米片等。本文综述了无机纳米稀土发光材料的几种常用的制备方法,包括水热/溶剂热法、有机/无机前驱体热分解法和超声辅助合成法等,评述了这些方法的优缺点,并结合课题组在无机纳米稀土发光材料制备方面的工作,对无机纳米稀土发光材料制备方法的发展进行了展望。     

溶胶-凝胶法制备稀土铽配合物掺杂的发光薄膜

采用溶胶－凝胶法原位制备了稀土配合物掺杂的发光薄膜，薄膜透明均一。结果表明用原位合成法，可以将难溶性稀土羧酸类配合物有效地掺杂到溶胶基质中，荧光光谱分析表明，所得到的薄膜材料在紫外激发下发射出铽离子的特征发射线。     

铽含量对硫氧化钇纳米发光材料荧光性能的影响

用燃烧法制备了不同Tb3+掺杂量的Y2O2S:Tb3+纳米发光材料,同时用高温固相法制备了不同Tb3+掺杂量的Y2O2S:Tb3+体相材料,X射线晶体衍射结果表明,制备的纳米材料和体相材料均为单一的Y2O2S相.由Debye-Scherre公式估算得到纳米颗粒的平均粒径大约为10 nm.讨论了纳米材料和体相材料Y2O2S:Tb3+中Tb3+的掺杂浓度对荧光性能的影响.激发光谱表明纳米材料的基质吸收带与体相材料相比向高能端移动了6nm,应用久保理论对此进行了定性的解释.     

氮(氧)化物荧光粉研究进展

氮氧化物荧光粉材料具有高发光效率、可被可见光有效激发、荧光特性可设计性强、热稳定性高和环境友好等诸多优点,因此成为白光LED用荧光体的重要候选材料.近年来,国际材料学界掀起了稀土掺杂氮氧化物荧光粉的研究热潮,并取得了一系列创新性研究成果.本文综述了各种新型氮氧化物荧光粉的制备方法,重点分析了各类稀土掺杂氮氧化物荧光粉的发光特征及其研究进展,最后探讨了氮氧化物荧光粉的研究发展方向.通过改变稀土掺杂离子周围的晶体场环境实现对荧光体发光性能的裁剪设计、激活离子在荧光体基质材料中所占据结晶位置的确定、高质量红光氮氧化物荧光体的研发等将是氮氧化物荧光体未来研究的主要方向.     

纳米发光材料研究的若干进展

本文综述纳米发光材料的研究进展情况,着重总结了（稀土）掺杂型纳米发光材料的制备方法和表征手段,同时介绍了这些纳米发光材料的性质和应用,并对其未来发展趋势进行了展望。     

高色纯度的红色掺杂型电致发光材料的合成及其性能研究

以吡喃腈作为电子受体、吲哚啉作为电子给体单元, 合成了一种吲哚啉衍生物DADIN作为高色纯度的红色掺杂型电致发光材料, 并对其溶液特性和有机电致发光器件性能进行了研究. 相对于柯达公司经典掺杂型红色发光材料DCJTB, 该发光材料的合成简单、提纯工艺易行、产率高, 并具有更纯正的红色发光. 研究表明, 以DADIN作为掺杂型电致发光材料的有机电致发光器件的电流效率是DCJTB的1.5倍, 实为DCJTB理想的替代品.     

In3+共掺杂诱导NaY0.95-xYb0.03Er0.02F4相转变与上转换发光增强研究

引入In³⁺作为新的掺杂离子通过水热法合成了In³⁺与Er³⁺,Yb³⁺共掺杂的NaYF₄上转换发光材料. 通过XRD表征及Rietveld精修,SEM以及TEM研究了In掺杂引起的NaYF₄形貌与晶体结构的变化. 通过发射光谱与发光衰减曲线表征了掺杂NaYF₄的上转换发光性能,以研究晶体微观结构与上转换发光性能之间的关系. 结果表明随着In掺杂量的增加,立方相NaYF₄的晶格畸变不断增强且发生由立方相向六方相的转变. 对于六方相NaYF₄,其上转换发光强度随着In含量的提高不断增强并当In含量为3%时达到最大值. 该研究结果可以有助于设计与合成具有优良上转换发光性能的材料.     

掺杂铕和铽的卤硼酸盐荧光体的制备及光谱特征

采用高温固相法在空气中合成了一系列掺杂稀土离子的卤硼酸盐荧光体, 研究了其发光性质和基质组成对稀土离子共掺杂的荧光体发光性质的影响. 研究结果表明, 在Eu3+和Tb3+共掺杂的体系中存在电子转移, 因此出现了Eu3+, Eu2+和 Tb3+共存于同一基质共同发射的现象. Ce3+对Eu2+和Tb3+具有敏化作用, 可增强其发射强度. 基质的组成对稀土离子的发射峰位和发射强度有明显影响.     

稀土掺杂纳米TiO_2的研究进展

在过去的几十年里,TiO_2纳米晶因为禁带较宽,对387.5 nm以下的紫外光有很强的吸收能力,光生载流子复合率高、无毒、廉价,且化学稳定性好等优点已在光电器件、光通信和环境等领域广泛的研究和应用。然而TiO_2因没有连续的或者丰富的能级来提供发光、发光性质单一等缺点限制了TiO_2的应用。本文总结了近几年稀土掺杂TiO_2纳米晶发光材料的研究工作,回顾了稀土掺杂TiO_2纳米晶的制备方法以及其在光电器件、光通信、光催化等方面的研究进展,并就稀土掺杂TiO_2研究中存在的问题和发展进行了思考和展望。