ZnS,ZnS:Mn2+量子点的制备和荧光性能的研究

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ZnS量子点是发光材料的重要组成部分,它的优点是其光吸收谱宽而连续,荧光发射谱窄而对称,荧光寿命长。掺杂Mn2+的ZnS量子点具有优良的热稳定性和光谱稳定性。它们在电致发光器件、激光二极管、半导体及光电器件、蛋白质标记、细胞生物学、基因组学等研究领域中有极大的应用前景。本文用两种方法合成了ZnS, ZnS:Mn2+量子点并研究了实验条件对荧光性能的影响。比较ZnS, ZnS:Mn2+量子点的荧光特点,并将二者结合研究整体的荧光性质。本文乙二醇为溶剂,三乙醇胺为络合剂,pH=10,乙酸锌为锌源,硫化钠为硫源反应温度为120℃,合成了ZnS量子点。TEM结果表明制备的ZnS量子点的平均粒径为8nm左右。XRD测试结果表明该ZnS为闪锌矿结构。考察时间对荧光的影响,发现回流时间为2h荧光发射强度最高。通过考察pH对ZnS的荧光影响,发现碱对ZnS的荧光影响不大,酸使ZnS的荧光发生猝灭,并且这种损害是不可逆的。本文以乙二醇为溶剂,乙酸锌为锌源,硫化氢为硫源通过气液两相反应制备了ZnS:Mn2+量子点。XRD测试结果表明ZnS:Mn2+为闪锌矿结构,透射电镜的测试结果为ZnS:Mn2+粒径为7nm左右。通过对Mn2+掺杂量的研究表明:Mn2+的掺杂为1%mol时ZnS:Mn2+荧光发射强度最大。通过对回流时间和回流温度研究结果表明:110℃,0.5h荧光强度较强。通过水与乙二醇混合溶剂对荧光的考察表明:纯乙二醇为溶剂,ZnS:Mn2+的荧光强度较大。制备的ZnS:Mn2+量子点可以在空气中长期的保存。通过比较ZnS和ZnS:Mn2+的荧光特性表明:ZnS荧光发射在448nm左右,ZnS:Mn2+荧光固定在573nm。ZnS:Mn2+荧光发射光谱较ZnS窄。将ZnS与ZnS:Mn2+以不同体积比混合研究,荧光性能表明,二者混合后产生一种新颜色的白光。在QD-LED中具有潜在的应用前景。
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