水热合成ZnS超细材料的白光及X射线发光研究

来源 :大连海事大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:formula_lj
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
针对目前对近紫外(n-UV)LED用白光发光材料和高发光效率纳米X射线发光材料的迫切需求,本论文进行了掺杂型硫化锌白光发光材料、X射线激发材料的合成和发光特性研究。主要工作包括:采用水热法直接合成了高发光强度的类球形ZnS:Cu,Al纳米荧光粉。制备的纳米晶为纯立方相结构,其粒子尺寸约为15nm,且分散性较好。系统研究了在343nm激发下,不同摩尔比的ns/nZn、nCu/nAl及表面活性剂对清洗样品和未清洗样品的光致发光(PL)光谱的影响。实验结果表明,激活剂浓度不变而改变ns/nZn摩尔比时发光强度显著增强,同时未清洗样品的PL强度均比清洗样品的强,且未清洗样品的PL强度增强的比值在低的ns/nZn时更显著。另外,PL强度还与是否添加表面活性剂有关,说明其PL强度与纳米材料的表面态有很大的关系。在我们的实验中,用343nm紫外光激发时,nCu/nZn, ns/nZn, nCu/nAl分别为0.0003,3和0.5时未清洗样品的发光最强,此时于室内照明条件下可观察到明亮的绿光。借助X射线能谱(EDX)和原子吸收光谱仪,研究了样品中S,Zn和Cu的含量并详细研究了在ns/nZn=3时改变nCu/nZn,nCu/nAl摩尔比对ZnS:Cu,Al样品在375nm紫外光激发下PL光谱的特性。结果证明存在大量Zn空缺,Cu离子经过水热处理后已掺入到ZnS基体中。PL光谱特性为:样品的激发谱为宽带谱,利用370-410nm之间任意波长的光激发时,发射谱均为宽带谱,且它们基本重合。表明此材料作为近紫外(370-410nm)发光二极管·[(n)-UV(370-410nm)LED)用荧光粉及全色荧光粉具有很大的应用潜力。样品在375nm激发下全色宽带发射谱是460,510和576nm带光谱的高斯叠加。当nCu/nZn,nCu/nAl分别为3×10-4和2时,于室内照明条件下肉眼可观察到白色发光。采用低温水热法结合热处理工艺成功制备了ZnS:Cu,Al、ZnS:Au,Cu和ZnS:Cu,Tm三种超细X射线发光粉材料。研究结果表明:1)水热法直接制备的ZnS:Cu,Al的PL和X射线激发发光(XEL)光谱均为宽带谱,在nCu/nZn,nCn/nAl分别为3×10-4和0.5时PL和XEL光谱强度最大,XEL峰值在470nm处。在此条件下,水热处理3h直接合成的纳米晶在氩气保护下于800℃退火1h后样品的XEL发光进一步增强。XEL光谱强度约是退火前样品的8倍,此时峰值波长在520nm,团聚后粒径为200-500nm的类球形六方相结构。发光强度增强,但粒径很小,对提高成像系统分辨率非常有意义。通过比较样品的XEL和PL光谱,讨论了XEL和PL光谱的发光机理和激发机制及退火对其特性的影响;2)水热法直接制备的ZnS:Au,Cu的PL和XEL光谱均为宽带谱,在nCu/nZn,nCu/nAl分别为3×10-5和0.5时PL和XEL光谱强度最大,XEL峰值在459nm处。在此条件下,水热处理12h直接合成的纳米晶在氩气保护下于1000℃退火1h后样品的XEL发光最强,此时其两个峰值分别位于445和513nm,且与未退火前相比XEL强度增强了10倍左右。团聚后尺寸为1-2μm的类球形六方相结构。另外,在未经退火的ZnS:Cu,Al和ZnS:Au,Cu纳米材料中,均观察到随着Cu2+离子摩尔比的增大,XEL光谱峰值的红移现象;3)通过研究水热处理时间对ZnS:Cu,Tm纳米晶的结构、形貌、XEL光谱的影响,发现随着水热处理时间的延长,样品的尺寸增大且结晶性增强,但是其XEL发光强度却降低。分析认为这一异常现象可归因于表面态的影响。因此,水热合成ZnS:Cu,Tm纳米晶的反应时间不宜过长,最佳时间为12小时。ZnS:Cu,Tm在nCu/nZn,nCu/nTm分别为3×10-4和0.5时PL和XEL光谱强度最大,900℃为最佳退火温度,此时所得样品的粒子尺寸为200~600nm的类球形六方相结构,且与未退火前相比XEL发光增强了11倍,其两个发射峰值分别位于453nm和525nm。
其他文献
本文通过问卷调查法和内容分析法对首都师范大学虚拟学习社区两个学年的同一门网络课程进行实证研究,通过比较两个学年不同时期学习者的高水平知识建构情况,判断教师的教学组
<正> 河北省磁县地处古邺都西北郊,境内滏阳河以南、漳水以北的广阔地带,为东魏、北齐的皇室贵族墓葬区;迄今,这里还保存着许多高坟大冢。1979年夏,磁县文化馆在大冢营村北,
《活着》是一部朴实纯净的小说,像土地一样朴实,像山泉一样纯净,具有一切好小说都有的流畅。故事单纯,单纯到只有一句话的长度:农民富贵为“活着而活着”。但它又与丰富相通,
保护儿童的合法权益应是全社会的共同责任,研究拐卖儿童的犯罪,通过对犯罪人、被害人、犯罪行为的逐一关注并分析,找到拐卖儿童犯罪的特点、规律,使打击更具针对性,使预防和
焦点解决短期心理咨询是新兴的一种心理咨询技术,因其省时省力、具有成本效益、又能短时间解决问题的优点而被广泛地应用。面对日益严重的大学生就业问题,焦点解决短期心理咨
影响企业不道德行为产生的因素有哪些?我们可以通过改变哪些因素来促进企业做出合乎道德的决策?这些都是非常重要的理论问题和现实问题。国外学者经过20多年的研究,已经建立
儿童文学是以其美学特质感染儿童,其中变幻之美是美学特质之核心。本文就这一论点从内容和形式两方面试作论述。
无人机测控与信息传输系统承担对无人机的遥控、遥测以及图像信息的实时监控、记录和分发的任务,其工作状态、可靠性、稳定性直接影响到无人机任务的完成情况。文章主要针对
社会经济的持续发展,使人们对煤炭需求量日益增大,而采矿技术也随之进行了不断发展与创新,在一定程度上为煤矿实现高产、高效、安全生产提供了有力的技术保障。文章主要就目
调解是我国司法制度的重要组成部分,特别是改革开放以来,调解工作得到了较大的发展和完善,随着改革开放的不断深入,我国社会生活的各个方面都发生了急剧而深刻的变化。立法机