GaP纳米复合发光材料的制备和性质

用微波水热方法制备了GaP纳米晶／桑色素复合发充材料，研究了粒度对复合材料发光波长及发光效率的影响。结果表明：在微波水热条件下，GaP纳米晶的晶体结构不发生变化，只是在复合反应后粒度有所长大；与纯CaP纳米晶的发光光谱相比，复合后材料的发光峰变窄，发光强度显著增加，而且发光峰峰位向短波方向移动；另外，复合材料的发光波长和效率与GaP纳米晶的粒度有密切关系，粒度减小时相应的复合材料发光波段蓝移且发光效率提高。     

反应原料的摩尔比对GaP纳米晶形貌的影响

研究了溶剂热条件下反应原料的摩尔比对GaP纳米晶产率和微观形貌的影响,实验发现:随着GaCl3:Na3P比例的不断增大,GaP纳米晶样品的产率不断提高,而且微观形貌发生了显著变化:从比值较小时的球形微粒变为纤维状和棒状的颗粒.利用Ga与Cl配位形成GaCl-4模型初步分析了GaP纳米线的生成机理.     

沉淀法制备ZnS∶Cr纳米晶及其光学性能研究

以十二烷基苯磺酸钠和六偏磷酸钠作为分散剂,采用沉淀法制备了ZnS及不同掺杂浓度的ZnS∶Cr纳米晶。利用XRD和TEM对纳米晶物相和形貌进行了分析。结果表明,ZnS和ZnS∶Cr纳米晶均为立方闪锌矿结构,利用谢乐公式估算ZnS和ZnS∶Cr纳米晶平均粒径分别为2.1和2.2nm。TEM观察到纳米晶近似为球形,平均粒度为3nm左右,具有较好的单分散性且分布均匀。荧光光谱(PL)表明,纳米晶在420、440和495nm处有发射谱带,前两者被认为是S空位深陷阱发光,后者被认为是表面态或中心辐射复合发光。     

离子注入氧化锌纳米晶体光致发光特性(英文)

为进一步了解离子注入过程对纳米晶体发光响应的损伤效果,研究了注入氢离子和氦离子对氧化锌纳米晶体光致发光(PL)特性的影响.首先在二氧化硅衬底上制备了直径为4 nm和9 nm的氧化锌纳米晶体薄膜,接着在室温下向生成的薄膜中注入氢离子和氦离子,并研究其PL响应变化.结果表明,与未注入离子的纳米晶体相比,注入氦离子导致缺陷PL发光增加,而当注入氢离子之后,缺陷发光大幅降低,表明氢原子对注入损伤有钝化作用.比较近谱带边沿(NBE)与缺陷发光之比发现,较大颗粒的纳米晶体其近谱带边沿与缺陷发光比在注入氢离子后增大,而在注入氦离子后降低.该规律同样适用于较小颗粒的纳米晶体,但其近谱带边沿与缺陷发光比在注入氢离子之后的增幅比大颗粒晶体的小得多.     

CdS及其稀土掺杂纳米带的制备与发光性质的研究

采用热蒸发法制备CdS及其稀土掺杂的纳米带(CdS∶Ce3+、CdS∶Er3+)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)对纳米带的形貌、晶体结构和发光性质进行了表征和分析。结果表明,所制备的纳米带的外形规则,表面光滑、平整,纳米带的厚度大约在20～60nm范围内;纳米带具有六方结构,晶格常数a=0.414nm、c=0.671nm;CdS纳米带的光致发光谱的谱峰位于405nm左右;CdS∶Ce3+纳米带的光致发光谱的谱峰位于523和535nm处;CdS∶Er3+纳米带的光致发光谱中观察到3个强的发光峰,分别位于525、556和582nm处。     

电子束再结晶法制备的纳米硅薄膜室温光致发光特性

用电子束再结晶的方法对非晶硅氢材料进行快速退火,成功地制备出纳米硅薄膜,在室温下观察到光致红、蓝发光带,峰位约在１．７ｅＶ和２．５ｅＶ处,ＸＲＤ和ＰＬ谱结果表明：晶化程度的变化引起红、蓝光带强度及在整个发光谱中所占比例的改变,在我们的实验中,电子束能量密度２．７Ｗ／ｃｍ＾２的晶化样品具有强的发光带。     

具有重要应用前景的新型发光材料：透明玻璃陶瓷

近年来,针对稀土掺杂的含氟化物纳米晶和含半导体量子点的系列透明玻璃陶瓷,开展了材料的制备技术、显微结构调控以及光谱性能研究。主要研究思路是通过探索晶化动力学,了解晶相形成机理,调控纳米复合结构;在结构-光谱特性关系研究的基础上,优化结构,改善发光性能。研究取得系列重要成果,通过结构调控,获得了若干种具有优异上转换或下转换发光特性、应用前景广阔的透明玻璃陶瓷材料,如:1.制备的含Tm/Er:YF_3透明玻璃陶瓷可实现宽带红外发射,发光峰最大半高宽达175nm,可完全覆盖1.4～1.7μm光通讯窗口,可望开发为优良光纤放大器材料。2.通过改变稀土掺杂种类和溶度,含Re:YF_3透明玻璃陶瓷可分别具有近紫外、蓝色、绿色、红色和近红外多色上转换发光。3.成功获得了含Er:CdS或Eu:ZnO半导体量子点的透明玻璃陶瓷,通过量子点向稀土离子的能量转移,可以增强稀土发光。这为发展优良半导体发光材料提供了新的思路。4.成功制备了含Er:NaYF_4纳米晶的透明玻璃陶瓷,该材料吸收红外光后通过上转换过程发射强的可见光,且通过改变稀土掺杂溶度可基本实现红色和绿色上转换发光强度比的全程调制。该材料在扩大硅太阳电池对阳光有效响应频...     

CdS/ZnO核壳结构纳米微粒的合成及其发射光谱研究

采用单分子前驱体热分解的方法合成了单分散CdS纳米晶,以CdS纳米晶作为核,在CTAB辅助下,对其表面进行修饰,荧光光谱表明CdS/ZnO核壳结构被成功合成。考查了温度对包覆的影响,结果表明,随着温度的升高晶体结晶越好,包覆越来越完全,ZnO包覆在CdS纳米晶的表面而掩盖了CdS纳米晶的缺陷,使得缺陷发光减弱而带隙发光增强。     

腐蚀对Fe基软磁材料磁性能的影响

研究了非晶和纳米晶Fe85Zr3.5Nb3.5B7Cu1软磁材料的抗腐蚀的能力以及腐蚀对纳米晶软磁材料性能的影响.非晶材料晶化后抗腐蚀能力降低,主要是由于纳米晶晶界的抗腐蚀性较差的原因.材料腐蚀后将会在其表面形成一层氧化层,从而导致软磁性能的降低,磁谱测量发现,腐蚀后的样品在较大磁场下磁化时具有两个弛豫过程,在低磁下只表现为一个弛豫过程.     

不同晶型磷酸铈纳米材料的水热法合成及荧光性能

利用水热法成功地合成了不同晶型结构和形状的CePO_4纳米发光材料,并探讨了溶液pH值、反应温度等因素对其晶型结构、形貌及荧光性能的影响。结果表明,在酸性溶液中(pH 1)制备的CePO_4呈现纳米棒状并具有很好的结晶度,而在碱性溶液中(pH 12)制备的样品则为球状的纳米颗粒,结晶度较低。CePO_4纳米材料的晶型结构也受制备温度的影响,在溶液pH为1时,120℃下制备的样品具有六方晶型;随着反应温度的升高,逐渐有单斜晶型的产物生成,当温度到达200℃时,制备的样品全为单斜晶型。荧光光谱的结果表明,各种条件下制备的CePO_4纳米材料均在300～450 nm之间有强发射谱带,但单斜晶型的CePO_4的荧光强度要远大于六方晶型的样品。     

GaP纳米晶对溶剂热合成氮化硼的物相和微观形貌的影响

研究了溶剂热方法合成氮化硼纳米晶过程中异种晶粒对氮化硼微现形貌和物相的影响,结果表明：在不改变反应原料种类的情况下,当体系内加入GaP纳米颗粒时．制备的氮化硼纳米晶呈现“树枝”状形貌．且样品中立方氮化硼为主要物相。文中对这种微观形貌的成因进行了简单讨论。     

Zn离子注入GaP

为了研究结型发光材料的性能,进行了Zn离子注入到n型GaP中的试验。由于Zn离子对Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体是P型掺杂物,因此,Zn离子注入到n型GaP晶体中,经真空退火可形成p-n结,在适当条件下即可发光。从而证实了Zn离子已经注入到了GaP晶体中。Zn离子的注入能量为180keV,注入剂量是1×1016cm-2；所用n型GaP是合成溶质扩散法(SSD)制成；注入样品的保护层使用高频溅射SiO2,膜厚9000A。注入后的退火是在真空度为10-5乇的石英管中进行,退火时间为30分钟和40分钟两种,退火温度为1000℃。退火后,用铁氰化钾配方对样品染色。金相显微镜测量结果为5μm,证明Zn离子注入后形成了p-n结。又用探针法使样品发光,光呈红色。对样品进行了光激发光的测量,光激是Ar 离子激发,波长在77k下4880A,测出了PL光谱,峰值波长为6648A和5760A。同样条件下,对纯高阻GaP材料经Zn离子注入后并不发光。对注入后的样品进行了背散射测量,使用1．5MeV的He 4离子入射,样品的面积为1mm2,用200道分析器检测,每道能量为8 keV,测得了样品的组分比,说明P的组分比Ga的组分多一些,所以样品的配比有待进一步改善。本试验指出：Zn注入GaP在上述条件下能形成发光的p-n结。还指出Za离子注入到GaP中,退火温度高于800℃时(如1000℃),只要保护层作得好,真空度足够高(10-5乇以上)对制成发光结是很有利的。     

Ca4Y6(SiO4)6O∶Eu纳米晶与微米晶发光对比研究

通过控制实验条件,合成了Ca4Y6(SiO4)6O∶Eu纳米晶和微米晶,经1000℃灼烧后,纳米晶的粒径约为50nm,提高灼烧温度并延长灼烧时间,可使其粒径达到几百个纳米.研究了纳米晶Ca4Y6(SiO4)6O∶Eu的发光特性,发光强度与灼烧温度的关系,灼烧温度及材料制备方法对Eu3+在Ca4Y6(SiO4)6O中的猝灭浓度的影响,并发现纳米晶的激发光谱中,Eu3+-O2-电荷迁移带蓝移的特性.     

红外上转换纳米发光材料的水热合成

利用稀土离子Y~(3+)、Yb~(3+)、Er~(3+)与乙二胺四乙酸形成的配合物,加入可溶性氟化物.控制溶液的pH值,利用配位-沉淀平衡体系制备了复合氟化物纳米粒子前驱物,在240℃下水热晶化前驱物,合成了红外上转换纳米发光材料.     

制备条件对ZnS∶Mn纳米晶晶体结构和发光性质的影响

以乙二胺和水为溶剂,采用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米晶,探讨了反应温度、掺杂离子浓度及锌硫比对ZnS:Mn纳米晶晶体结构和发光性质的影响.采用X射线衍射、荧光光谱等手段进行了表征,结果表明,反应温度高于180℃时才会生成纯硫化锌,而调整锌硫比,会得到不同晶型的硫化锌,Mn离子掺杂浓度则对硫化锌的生成和晶型无明显影响,对发光强度有一定影响.在220℃、锌硫比为1:1、Mn离子掺杂浓度为1%的条件下制备的硫化锌纳米晶具有比较好的发光性质.     

一维纳米结构氧化锌材料的气相沉积制备及生长特性研究

ZnO是一种可用于室温或更高温度下的紫外发光材料,纳米结构的ZnO(如单晶薄膜、纳米粒子膜、纳米线和纳米带等)则更是在紫外激光发射领域显示了独到的优势,被认为是有望构造短波长半导体激光器的理想材料.本文对一维ZnO纳米结构(纳米线、纳米管和纳米带)的真空物理气相沉积制备技术及生长机理进行了初步探讨.     

Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrF_2纳米晶的溶剂热合成及发光性能研究

采用溶剂热方法制备得到了Er3+和Yb3+共掺杂的SrF2纳米晶,并对其上转换发光性能进行了研究.X-射线衍射结果表明所制备的产物为纯的SrF2.随着溶剂热温度的升高,该纳米晶衍射峰的强度逐渐增强,且与SrF2的标准衍射峰相比,所有衍射峰均向高角度偏移.TEM的结果表明,溶剂热处理后,SrF2颗粒的分散性得到明显改善,且晶粒大小随着溶剂热温度的升高而增大.在980nm激光泵浦下Er3+和Yb3+共掺杂SrF2纳米晶仅能观察到弱的上转换发光,而在500℃和600℃热处理2h后,其上转换发光强度明显增强.上转换发光强度与泵浦功率的关系表明绿光和红光均为双光子吸收过程.     

CdS半导体纳米晶的生长及其光谱研究

用玻璃沉淀技术制备了含过饱和CdS的玻璃固溶体,在一定条件下晶化处理使其长出CdS量子点,并采用了X射线衍射、高分辨扫描电镜、光吸收谱和荧光发光光谱等测试手段分析其性能,结果表明经过晶化处理可以在玻璃中长出CdS量子点,尺寸大约为10～25nm,吸收谱中出现明显的红移现象,反映出量子点的量子限域效应,荧光发光图谱中可以看出量子点发光主要由带隙发光和表面缺陷态发光组成,提高热处理温度可以改善晶粒的完整性.     

YF_3∶Yb,Er,Tm纳米晶:低温固相制备及上转换发光性能

采用低温固相法制备了镱离子(Yb~(3+))、铒离子(Er~(3+))、铥离子(Tm~(3+))共掺杂的氟化钇(YF3)纳米晶,研究了煅烧温度及时间对样品微结构和发光性能的影响。结果表明:煅烧温度对YF3纳米晶的晶相结构、形貌进而发光性能具有重要的影响。随着煅烧温度的上升,样品晶化完全,可获得纯正交相的YF3纳米晶,样品颗粒变大,发光强度增大,但过高的煅烧温度会使样品产生杂相,颗粒急剧增大,发光强度反而降低。在相同的煅烧温度下,煅烧时间对样品的微结构和发光性能的影响甚微。在980nm红外光激发下,样品的可见光发射由478nm的蓝光带、548nm的绿光带及657nm的红光带组成。通过样品发光强度与激发功率的关系,分析了其可能的上转换发光机制。     

高发光效率的亲水性NaYF4:Yb/Er纳米晶的制备

以不同比例的乙二醇和水作为混合溶剂,稀土氯化物和NaF为反应物,采用简易的溶剂热法一步制备出亲水性的NaYF4:Yb/Er纳米晶.用透射电子显微镜、X射线粉末衍射、红外吸收以及发光光谱等测试方法对产物的形貌、物相结构、表面配体和荧光性能进行了表征.结果表明,制备的纳米晶形貌比较均一,主要为立方相和六方相的混合相.随着溶剂中含水量由0%增加到50%,纳米晶尺寸变大,六方相NaYF4:Yb/Er含量增加,纳米晶的发光强度增加;进一步增加含水量时,尽管纳米晶尺寸变大,六方相含量也相应增加,但是其发光强度降低,可能是由于配体减少引起纳米晶表面缺陷增加,导致发光淬灭.