催化剂对热蒸发法生长SnO2纳米晶体质量的影响及其发光光谱研究

用热蒸发法制备了SnO₂纳米结构，并用光致发光方法研究了其光谱特性.发现有催化剂条件下制备的SnO₂纳米带的发光主峰为3.68 eV, 正对应SnO₂纳米晶体的带隙能量; 而无催化条件下制备的SnO₂纳米晶体的发光则以氧空位、悬键和表面态发光为主.并且前者的发光效率比后者提高近两个数量级，这些实验结果说明在有催化条件下制备了高质量的SnO₂纳米带.另外,对其发光光谱进行了Gauss拟合, 从拟合结果发现了(101)和(101)_T孪生晶面的表面态的发光峰. 关键词： 光致发光光谱 半导体纳米晶体 催化剂 2')" href="#">SnO₂     

SnO2纳米晶体的制备、结构与发光性质

使用软化学方法在碱性溶液中制备出了颗粒尺寸分布均匀的SnO2纳米颗粒,使用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)和光吸收谱等方法分析与表征了SnO2纳米颗粒的结构和光学性能.实验中通过表面活性剂的加入来控制纳米颗粒的结晶与凝聚.XRD,TEM的结果表明,原始制备出的SnO2纳米颗粒的平均粒径小于4 nm,为完好的晶体状态.纳米颗粒经过400-1000 ℃退火后晶粒尺寸进一步增大.光吸收谱表明,相对于体材料,纳米颗粒的禁带宽度展宽并随颗粒尺寸增大而红移.光致发光谱测试表明,不同温度下退火的SnO2纳米颗粒在350-750 nm有较强的发光,研究表明这是来源于颗粒表面的氧空位缺陷发光.     

CdS半导体纳米晶体高强度激发下光谱特性研究

CdS半导体微晶作为代表性介观材料(mesoscopic material)其光学吸收和发光与量子尺寸效应的关系已经得到广泛研究[1-4],发现随着CdS微晶尺寸减小,CdS本征吸收和发射带呈现显著蓝移.Rossetti等人[3]和Y.Wang等人[4]分别通过对溶胶、沸石、聚合物和玻璃中CdS纳米晶体的光致发光测量研究了发光来源以及发光与尺寸的关系,确定了两个宽带发光分别属于带隙发光(350-500nm)和表面态或缺陷发光(500-700nm).本文首次报道了利用溶胶凝胶方法制备的钠硼硅中纳米尺寸CdS晶体高激发功率条件下的发光光谱测量结果,观察到随激发功率增加发光光谱兰移和线宽明显宽化,讨论了其物理机制.     

ZnSe/SiO2半导体量子点玻璃的光谱特性

对采用溶胶凝胶法制备的ZnSe/SiO2半导体量子点玻璃的光谱性质进行了测试分析.UV-Vis透射光谱中观察到光吸收边相对于体相半导体有明显蓝移.稳态发射光谱(PL)中观察到ZnSe纳米晶体的位于蓝区的基本呈高斯分布的弱的最低激子发射峰、强而宽的表面态发光带以及对应杂质能级的三个锐峰发光.时间分辨荧光光谱(TRPL)中观察到发光效率高的最低激子发射峰,并测量其荧光衰减寿命,经尾部拟合为28.5 ps.同时,结合有效质量近似(EMA)模型,估计ZnSe纳米晶体的平均粒径介于2.45~3.60 nm之间,尺寸分布基本呈高斯型.     

ZnO纳米颗粒中的表面态发射特性研究

研究了不同粒径ZnO纳米颗粒样品(17～300nm)的时间光谱,通过对各粒径样品时间积分光谱的谱带结构进行高斯拟合解迭,发现光子能量位于ZnO谱带低能侧的高斯拟合成份Xc3的荧光中心波长随粒径的减小而红移,同时发光带的寿命也随之缩短.基于ZnO谱带低能侧的高斯拟合峰发光带强烈依赖于ZnO样品粒径的谱带特性,提出了与ZnO禁带内的表面态能级有关,同时研究表明,表面态在尺寸降到一定程度的纳米体系中起着重要的作用.     

基于宽表面等离子体吸收带纳米银膜的制备及其SERS活性研究

在恒温条件下,采用静电自组装技术在玻璃表面制备了一种具有宽等离子吸收带的纳米银膜。使用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌发现该纳米银膜表面由粒径为18～200 nm的纳米球组成。同时从紫外可见光谱检测结果发现该纳米银膜在400～850 nm间有较宽的等离子吸收带。分别以强荧光分子(结晶紫)和生物大分子(健康人血清)作为探针分子,在近红外激发光(785 nm)下检测出了质量较好的SERS光谱。同时,分析了该纳米银膜对两种分子检测的重复性。     

纳米TiO2的表面能态及光生电子-空穴对复合过程的研究

以液相法制备了水溶态纳米TiO2,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对纳米TiO2的结构和组成作了细致分析.并对其紫外-可见光谱(UY-Vis spectrum)和荧光发光光谱(PL spectrum)进行了分析.结果发现纳米TiO2呈现较好的锐钛矿型,平均粒径为5 nm.水溶态纳米TiO2由于吸附而在表面形成了Ti-OH和Ti-H2O的表面态,其能级位于其价带以上约0.6和0.54eV;500℃热处理后样品的表面吸附水基本消失,但OH-仍然存在,同时在纳米TiO2晶格中出现了氧空位,其能级位于价带以上3.13 eV.对于水溶态纳米TiO2,表面复合是电子-空穴对的主要复合过程;热处理后的样品,由于表面态遭到破坏,粒子半径变大,直接复合成为电子-空穴对的主要复合过程,同时还伴随有通过氧空位的间接复合和通过Ti-OH的表面复合.     

稀土纳米发光材料的燃烧法制备及光谱性质

用燃烧法制备了不同粒径的La2O3:Eu3 纳米微粒,研究了影响La2O3:Eu3 纳米微粒大小的实验条件,发现粒径大小随甘氨酸(Gly)与稀土离子比例的增大而减小.制备的纳米微粒由谢乐公式计算的粒径尺寸为12～28 nm.测量了样品的高分辨光谱.运用激光选择激发,研究了光谱在不同发光中心上的变化,表面态对于这些变化起着主要作用.     

金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行Pb掺杂对二氧化锡高压结构性能的影响研究

因稳定的分子结构和物理化学性质,近年来SnO2在光、电、磁等方面应用日益广泛。为拓宽SnO2应用范围,对高压条件下纯SnO2和Pb掺杂SnO2结构的相变行为和拉曼光谱活性振动模的变化进行了探究。实验采用水热法制备了纯SnO2和Pb掺杂量为10%的SnO2样品。扫描电子显微镜(SEM)图表明,上述制备样品由多个纳米棒从中心发散排列而成,整体成类花状。X射线衍射图谱表明,样品在常温常压下晶体结构为四方金红石型SnO2(空间群P 42)。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究了金红石型SnO2和Pb掺杂SnO2两种材料的高压相变过程。研究结果显示,两种材料加压至26 GPa过程中,纯SnO2和Pb掺杂的SnO2的活性拉曼振动模(B 1g,E g,A2g,B2g)均向高频移动。在14 GPa时,纯SnO2的E g峰分裂,563 cm-1处出现新峰,表明SnO2从常压四方金红石型结构向CaCl2型结构相变。Pb掺杂SnO2在常压拉曼谱图中出现了577 cm-1的拉曼峰。当加压至13 GPa时,B1g振动模向A g模转变,材料发生一级相变。上述对比表明Pb掺杂的SnO2具有更低的一级相变压力点13 GPa,结果归因于SnO2晶胞中Pb离子代替Sn离子,原子之间间距变小,离子大小不同造成掺杂后价态差异表面缺陷,导致SnO2结构稳定性降低,进而降低了相变压力。此外Pb掺杂SnO2在压力12 GPa时,晶体的对称性降低,577cm-1和639cm-1处特征峰宽化开始合并成包状峰,表明有部分晶体表面原子无序性程度增加,出现晶体向非晶的转变过程。继续加压至26 GPa,两种材料特征峰渐渐消失,并未观测到其他特征峰的出现。非静水压对相变压力也存在一定程度影响。非静水压条件下部分晶体更易趋向于非晶,晶界处存在较大的应力使纳米晶体在晶界处极易形成高压相成核点,导致相变发生,进而降低相变压力。本文研究不同条件下SnO2的相变行为,丰富了极端条件下SnO2的物理化学性质的多样性研究。     

非晶SnO2:(Cu,In)薄膜的荧光特性及带尾态

用反应蒸发法在玻璃等衬底上制备出铜和铟掺杂的氧化锡SnO2:(Cu,In)薄膜.对制备薄膜的发光性质做了研究,制备样品为非晶态,具无定形结构.测量了薄膜在220-1100 nm范围的透过率,得到的带隙宽度Eopt g=4.645 eV.室温条件下对样品进行光致发光测量,得到了显著的紫外(276-550 nm)蓝绿光连续谱,通过发光谱的研究给出了这种材料的隙态分布.