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半导体发光材料具有许多优良并且很奇特的发光性能,作为II-VI族直接宽带隙半导体,ZnS材料拥有很好的优异性能。ZnS通过掺杂可获得更好的发光性能。材料表面大量的缺陷态会成为荧光猝灭中心,造成非辐射复合,从而导致材料发光效率降低。对材料表面进行包覆改性处理可有效地降低表面态缺陷,可提高其发光效率。通过对ZnS及其掺杂发光材料的制备和光学性质的研究,以及对其表面进行修饰,以期增强材料的发光性质,具有重要的理论和实际应用价值。本论文首先以醋酸锌为锌源,硫脲为硫源,醋酸锰为锰源,采用溶剂热法制备ZnS:Mn发光材料,利用XRD、SEM、TEM、HRTEM、PL和UV-Vis等表征手段对制备的ZnS:Mn发光材料的结构、形貌以及其发光性能进行表征。然后以硝酸锌为锌源,硫化钠为硫源,采用Larmer法制备ZnS:Mn/ZnS复合发光材料,研究了不同包覆比、不同包覆层数条件下制备的ZnS:Mn/ZnS复合材料的发光效率,并对ZnS:Mn/ZnS复合发光材料的发光机理进行了初步探讨。具体研究内容如下:研究在不同掺Mn量、Zn:S比、反应温度和反应时间下制备ZnS:Mn发光材料,研究发现溶剂热法制备出ZnS:Mn发光材料具有纤锌矿结构,结晶度较高。衍射图中并没有观察到其它物质的衍射峰,所制备的产物ZnS:Mn为纯相。随着掺Mn量不断增加,ZnS:Mn的结构基本没有发生改变,但衍射峰逐渐向左偏移,说明Mn2+进入到ZnS晶格中。研究发现不同条件下制备的ZnS:Mn均为纤锌矿结构,但条件对制备出的发光材料的形貌有很大的影响。采用四因素和四水平正交实验优化确定最佳制备ZnS:Mn发光材料的条件为:Zn:S=1:2,掺Mn量为1%,220oC,14h。通过正交实验法并结合发光性能测试对其进行ZnS包覆。研究结果表明,包覆对ZnS:Mn结构没有影响,但包覆后的衍射峰均向左偏移,而且随着包覆比的增加,偏移程度增大。随着ZnS包覆比的增加,ZnS:Mn表面的颗粒呈现出逐渐变大的趋势。不同层数的ZnS包覆对ZnS:Mn近似六面体形貌也无没有明显的影响,随着包覆层数的增多,ZnS:Mn表面的颗粒逐渐呈现出增多和增大趋势。研究不同掺Mn量、不同Zn:S比,以及不同反应时间和反应温度下制备的ZnS:Mn的发光性能。研究表明,在390nm~450nm发光强度受到ZnS中S空位,及表面缺陷态的影响;580nm~600nm处发光来自4T1-6A1的电子跃迁,同时受到ZnS中S空位,及表面缺陷态的影响。对Zn:S=1:2,掺Mn=1%,220oC,14h制备的ZnS:Mn/ZnS复合材料进行不同ZnS包覆比和包覆层数研究发现,ZnS:Mn与包覆ZnS晶格匹配较好,但ZnS:Mn表面不光滑,在晶界处晶格条纹有所错动,可能会导致ZnS晶格对ZnS:Mn产生一定程度的拉伸作用。但随着包覆比和包覆层数增加,包覆层厚度在增加,远离界面处的包覆层中ZnS颗粒取向出现随机分布现象。对Zn:S=1:2,掺Mn=1%,220oC,14h和Zn:S=1:2,掺Mn=6%,210oC,12h发光材料表面包覆ZnS,且ZnS与ZnS:Mn物质的量比分别为0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25的ZnS:Mn/ZnS复合材料研究发现,包覆比对材料的发光性能有显著影响,发光强度开始随着包覆比的增加逐渐增大,Zn:S=1:2,掺Mn=1%,220oC,14h样品在包覆比为0.1时,发光强度达到最大,而后随着包覆量的增加,发光强度逐渐降低;而Zn:S=1:2,掺Mn=6%,210oC,12h样品在包覆比为0.05时,发光强度达到最大,而后随着包覆量的增加,发光强度逐渐降低后有所升高。对包覆ZnS不同的层数(每层ZnS与ZnS:Mn物质的量比均为0.05)所制备出的ZnS:Mn/ZnS复合材料。Zn:S=1:2,掺Mn=1%,220oC,14h样品包覆第1层时,发光强度比没有包覆的有明显增加,并达到最大值,而后随着包覆层数的增加,材料的发光强度呈降低的趋势;Zn:S=1:2,掺Mn=6%,210oC,12h样品包覆第1层时,发光强度比没有包覆的有明显增加,并达到最大值,而后随着包覆层数的增加,材料的发光强度呈先降低后有所升高的趋势。由于包覆降低表面猝灭中心,使得发光强度增大。在开始随着包覆比和包覆层增大时,表面猝灭中心降低,发光强度逐渐增大,但随着包覆比和包覆层的的增加,包覆层厚度变大,在包覆层中非辐射跃迁增多,进而降低了发光强度。不同包覆比和包覆层数所制备的ZnS:Mn/ZnS复合材料的发光性能受到多种因素的影响,与分立中心Mn2+的能级,基质ZnS的本征能级及其缺陷能级,ZnS:Mn、ZnS的界面状态,及ZnS:Mn与ZnS界面结合状态,以及ZnS包覆层的状态有关。UV-Vis结果表明,对于不同ZnS:Mn在不同的包覆比和包覆层数下,由于ZnS:Mn的不同将可能导致相应的界面结合,及使其在表面包覆生成的ZnS的晶粒尺寸也将有不同,在多方面因素的作用下,导致呈现出不同的吸收带边位置变化。