掺杂ZnS纳米粉体的制备及其发光性能的研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:velvet_flower
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnS纳米半导体为直接带隙半导体,其带隙(3.67eV)远宽于体相材料,且由于其较高的红外波段透过率、优异的光催化性能、窄的荧光发射带、低毒性及较高的耐磨性及遮光系数等性质,在生物、医学、传感器、探测器等领域都具备广阔的应用前景。本文首先以水热法合成了ZnS纳米粉体,探究了反应温度、保温时间及原料配比等制备工艺对其结构、形貌及发光性能的影响,然后再以其为基质,分别制备了不同表面活性剂、过渡族金属及稀土离子掺杂下的ZnS纳米粉体,研究了它们对样品的结构、形貌及发光性能的影响,并进一步系统地讨论了其发光机制。制备了不同反应温度下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,当水热温度升高后,样品的平均颗粒粒径降低但是分散性有所提高,且样品都为近球形;另一方面样品都可以观察到从400 nm到600 nm的宽的发射带,随着水热温度的升高,发射峰从445 nm红移到460 nm,发射强度增加了4.4倍。制备了不同保温时间下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,样品的平均粒径在1519 nm范围内,随保温时间的增加而略有增加,且样品都为近球形;随着保温时间的延长,发射峰从457 nm红移到464 nm,且发射强度略微增强。制备了不同S/Zn比例下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,随着S/Zn摩尔比的增加,平均粒径随之增大且分散性随之增强。当S/Zn摩尔比小于或等于1时,观察到从400 nm到600 nm的发射中心位于450 nm处的宽发射带,当S/Zn摩尔比继续增加时,发射峰从450 nm红移到540 nm。制备了不同表面活性剂添加下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,所有表面活性剂的加入都未改变ZnS颗粒的形状,其仍保留近球形,但对其颗粒大小和分散程度造成略微的影响。随着PEG-2000和CTAB的加入,发射强度得到增强;而随着SDS的加入,发射强度略微降低。制备了不同浓度CTAB添加下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,不同浓度CTAB的加入不改变ZnS纳米颗粒的相结构但降低了其晶粒大小,所有样品均为闪锌矿结构。然而,在制备过程中加入适量的CTAB,大大提高了发射性能。制备的ZnS纳米粒子具有以457 nm为中心的宽发射光谱,半峰宽(FWHM)为113 nm,粒径为10-12 nm,在纳米光电子领域具有潜在的应用前景。制备了Ni2+掺杂下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,少量的Ni2+掺杂对ZnS纳米粉体的生长影响不大。但Ni2+掺杂强烈地影响ZnS纳米粉体的光学性能。ZnS纳米粉体的发射峰随Ni2+含量的增加而发生蓝移。在600 oC的低温下(相对于1020 oC),闪锌矿相就已经转变为纤锌矿相。退火行为使ZnS粉体粒径由20 nm变为1μm,退火后样品出现了3个新的发射峰,分别位于490nm、547 nm和580 nm处。制备了Er3+、Yb3+共掺杂下的ZnS纳米粉体。测试结果表明,水热法制备的样品未表现出明显的Er3+的特征发光峰;而采用固相法制备且引入NaF后,可观察到显著的Er的特征发光峰。引入NaF后未改变ZnS的晶相,在373 nm激发下,观察到位于500 nm的宽发射带及在525 nm处的微弱发射峰;在980nm激发光激发下可以观察到以大约567 nm为中心的相对较弱的发射带和位于663 nm处的强且尖锐的发射带,上转换发射强度为未引入样品的17倍。此外,进一步地研究了不同种类金属离子掺杂对其发光性能的影响,发现在Na+的引入下可见发射强度最大,在Li+的引入下上转换发射强度最大,为原来的25.6倍。
其他文献
主要介绍国外对电刷导线固定刷体的填塞方法研究的重视。并提供了英、俄、日、德等国在钻孔形状、填塞采用材料与填塞后滴液树脂混合物的选用。
我国属于天然气的消费大国,储存在距离地层较浅的天然气资源已经探明,并进行了工业化开采。但是天然气作为不可再生资源其储量有限,在需求量不断增长的今天,常规的天然气资源
以诺氟沙星为典型的氟喹诺酮类抗生素在水体环境中出现残留,对微生物在废水处理过程具有毒性作用,从而处理效率不高。而纳米银也因诸多优良特性被广泛应用,不可避免得进入水
电化学水处理技术作为一种新兴的清洁处理工艺在污废水处理领域被逐渐应用,具有效率高、反应灵活、可控性强、无二次污染,反应装置简单且占地面积小,应用范围广等优点。其中,
在美术学科核心素养理念的引导下,依托地域美术资源,不断深入挖掘、开拓极具特色并受学生喜爱的美术课程实为当前形势之所趋。新疆哈萨克民间艺术是地域精神情结的物化,在审
超疏水涂层材料具有自清洁、油水分离、防腐蚀、减阻、防冰等重要特性,在科学研究与工业生产等诸多领域引起广泛的关注。然而,此类涂层材料在实际应用中仍然存在一些问题,其
云存储环境中数据因果一致性指的是,在对一个节点中的数据、依赖集进行更新的同时,必须确保也能够更新其他副本中的数据、依赖集,即使在分布式存储环境下,也可以满足高可用性和高性能需求。该约束只有在因果依赖性的影响可见时,才对用户事件的因果序有要求。目前安全形势日趋严峻,数据因果一致性面临的安全风险也逐渐受到更多重视。用户将数据存储在云端,云服务环境中难免会存在数据泄露、敏感数据篡改等风险,目前关于数据因
近些年以来,有机分子材料由于其结构灵活,成本低,响应速度快和大的非线性响应等优点在光开关、有机发光二极管以及光通信等方面有着重要的应用。研究这些材料结构的变化对其
随着时代的进步与科技的发展,我国互联网事业在最近几年得到快速发展。与此同时,在工作和生活中,社交媒体与人的关系也越来越紧密。特别是,微博作为国内最大的信息交流平台之一,给人们的社交生活带来了便利,但同时也存在着一些的缺点,比如网络谣言的产生与传播。为此,本文针对谣言在微博网络中的传播进行建模,通过理论分析与数值仿真实验对模型进行分析,以及对微博谣言进行检测和早期预警提醒并提出相应的策略。相关内容如
镍基高温合金在高温环境下具有优异的机械性能和组织稳定性,被广泛应用于航空航天领域。然而,镍基高温合金是典型的难加工材料,切削振动现象的存在不仅会影响已加工表面精度,