ZnS:Mn2+超微粒的制备及光学性质研究

近年来,半导体超微粒的合成及光学性质研究迅速发展成为活跃的领域.已经采用化学方法成功地将纳米半导体超微粒分散于玻璃、液体或高分子材料中.     

金属离子表面修饰对纳米ZnS:Mn2+溶胶发光性质的影响

利用胶体化学共沉淀方法制备了纳米ZnS：Mn^2 乙醇溶胶,观察到Zn^2 的引入对内部Mn^2 的^4T1→^6A1跃迁的580nm橙色发光有激活作用,而外加的Mn^2 对该橙色发光有猝灭作用。Zn^2 的吸附通过形成单层ZnS壳,减少了表面猝灭中心,从而使发光强度增加,这种表面猝灭中心最有可能是来自表面S^2-孤对电子的悬空键。Mn^2 的猝灭过程不能用纯粹动态的猝灭过程来描述,Mn^2 本身很可能就是橙光的猝灭中心。考虑到Mn^2 在颗粒表面上的按泊松分布,并假设单个Mn^2 能100％猝灭Mn^2 580nm发射,理论与实验数据很好地符合。通过对猝灭数据的拟合,估算出的颗粒尺寸小于用有效质量近似模型算得的3．1nm,分析了可能的原因。     

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.     

具有表面修饰的SnO2纳米微晶的光学性质研究

给出了裸的及包裹ＳｎＯ２纳米微晶的吸收、荧光和激发谱的实验结果。发现随着粒子尺寸的减小,包覆一层有机分子的ＳｎＯ２纳米微晶的吸收谱带边向长波方向发生位移,这与裸ＳｎＯ２纳米微晶的结果是不一致。表明纳米晶体的尺寸及其表面状态对它们的光谱性质有很大影响。从量子限域效应和介电限域效应两个方面对实验结果进行了讨论。     

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: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。     

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.     

ZnS修饰对ZnO纳米棒：P3HT复合薄膜I-V性质的影响

本文通过化学浴沉积法获得了直径约为50 nm, 长度约为250 nm的ZnO纳米棒阵列, 引入纳米ZnS对ZnO纳米棒进行表面修饰, 分别制备得到了具有ITO (indium tin oxides)/ZnO/Poly-(3-hexylthiophene) (P3HT)/Au和ITO/ZnO@ZnS/P3HT/Au结构的多层器件. 通过I-V曲线对比讨论了两种结构器件的开启电压, 串联电阻, 反向漏电流及整流比等参数, 认为包含ZnS修饰层器件的开启电压、串联电阻、反向漏电流明显降低, 整流比显著增强, 展现出更优异的电子传输性能. 光致发光光谱分析结果证实由于ZnS使ZnO纳米 棒的表面缺陷产生的非辐射复合被明显抑制, 弱化了电场激发下的载流子陷获, 改善了器件的导电特性. 关键词： ZnO纳米棒阵列 表面修饰 电流-电压特性     

纳米ZnS:Mn2+薄膜荧光增强动力学研究

利用有机溶胶方法制备了纳米ZnS:Mn^2 颗粒并将其分散在PVB薄膜中，观察到紫外辐照荧光增强的现象且增长倍数高于以前的报道。利用激发和发射光谱等手段对荧光增强的动力学过程进行了研究。认为纳米ZnS中元激发向Mn^2 离子和表面态的能量传递是两个互相竞争的过程，紫外光辐照使表面态数目减少从而使Mn^2 的发光增强，辐照后ZnS基质的1P能级对Mn的激发更为有效。该样品在太阳光辐照下有相同的增强效应，可用来作为紫外光辐照剂量的探测材料。     

纳米晶ZrO2:Er3+的制备及发光性质

制备了纳米晶ZrO2:Er3 发光粉体,所制备的粉体室温下具有Er3 离子特征荧光发射,主发射有蓝光和绿光两部分,其中位于406,474 nm的蓝光较强.对不同煅烧温度下所制备的样品研究表明:因不同温度下所制得样品的晶相不同,绿光区的发光中心也不同.当四方相和单斜相达到一定的比例时,发光最强.同时观测到Er3 离子的上转换发射(包括绿光和红光两部分).讨论了上转换发射的跃迁机制,976 nm激发下的上转换过程是双光子过程.荧光强度与Er3 的掺杂浓度关系研究表明,Er3 在ZrO2中有浓度猝灭现象,最适宜掺杂浓度的原子数分数为0.9%(Er3 /Zr4 ).     

聚氧化乙烯介质中的掺杂硫化锌纳米晶的制备及光学性质

简述了聚氧化乙烯介质中的铽、铕、铥、钆、钇、镓、锰掺杂的硫化锌纳米晶的制备方法以及紫外吸收光谱、激发光谱和光激发发射光谱.制成的硫化锌纳米晶直径为3.0～3.5nm.     

ZnS:Mn2+常压吸收谱与高压移位的理论研究

迄今对ZnS:Mn2+五个吸收谱带归属意见不一.本文采用晶场理论与晶场光谱压力移位理论对ZnS:Mn2+的常压光谱、高压移位作了统一的理论计算和分析;计算结果与实验满意地符合,并对长期以来未能归属的第四,五两带作出了正确的归属.结果表明用一般的晶场理论框架不能解释第三、四带的常压谱值,本文用共价效应对第三、四带作出了令人满意的计算与解释.     

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.     

用EPR谱研究ZnS:Mn、Cu的Mn2+团形成和它对发光特性的影响

Mn2+浓度C(0.5%,0.6%)相同,而煅烧温度不同的DCEL ZnS:Mn、Cu粉未样品的EPR谱是不同的.用微机模拟EPR谱,计算出Mn2+团所占Mn2+的比例Cc/C.煅烧温度低于950℃时,Mn2+团比例随锻烧温度升高而减少,煅烧温度高于950℃时,六角晶相比例和Mn2+团比例同时随锻烧温度的升高而增加.分析表明,六角晶相有利于Mn2+间的间接电子自旋交换作用,在相同的掺Mn、Cu浓度条件下,对比立方晶相,它将使更多的Mn2+形成团,使材料的发光亮度降低.文中还讨论了锻烧DCEL ZnS:Mn、Cu材料的最佳温度问题.     

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。     

ZnS:Mn2+/聚苯乙烯核壳及ZnS:Mn2+中空球的制备和光谱性质

采用超声化学沉积法制备了ZnS:Mn2+/聚苯乙烯核壳结构和ZnS:Mn2+空心球.产物分别用透射电镜、X射线衍射仪和光致发光谱进行了表征.透射电镜结果表明,在聚苯乙烯胶体微球表面覆盖了平均尺寸为9nm的ZnS:Mn2+纳米颗粒,X射线衍射结果进一步验证了这个结论.将核壳粒子在500℃灼烧除去PS核后,可以得到空心的ZnS:Mn2+微球,Mn2+的发射谱的峰位在540nm,与体相材料相比,蓝移了45nm,这可能是由于壳层结构引起Mn-O八面体畸变,进而导致能带结构变化引起的.