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题名	稀土激活钨酸盐、硫氧化物纳米晶发光性质
作者	戴其林
答辩日期	2009-05-18
文献子类	博士
授予单位	中国科学院长春光学精密机械与物理所
授予地点	长春光学精密机械与物理所
导师	宋宏伟
关键词	稀土 纳米材料 能量传递 发光 局域环境
其他题名	Luminescence Properties of Tungstate and Oxysulfide Nanomaterial Activated by Rare Earth Ions
学位专业	凝聚态物理
英文摘要	稀土掺杂的纳米发光材料，在高分分辨显示、荧光标记、生物成像、疾病的诊断和治疗等方面有潜在的应用，引起人们的广泛关注。人们发现当材料的尺寸降低到纳米尺度时，由于表面效应和量子限域效应等因素，相应于其体材料一些性质会得到显著改善。本论文采用水热法燃烧法合成了ZnWO4:Eu3+，CdWO4:Eu3+，PbWO4:Er3+ Yb3+，La2O2S:Eu3+纳米晶并采用二次水热的湿化学方法制备了ZnO/ ZnWO4:Eu3+核壳结构。在此基础上系统研究了材料的尺寸，结构表面吸附对稀土激活的钨酸盐硫氧化物纳米晶发光性质的影响，取得的主要研究成果如下： 用水热法合成了ZnWO4: Eu3+纳米晶，发现样品尺寸随水热温度增加而增加，随pH值变化不大。Eu3+的激发带有三个成份包括O2- 到Eu3+、O2-到W6+(250nm)和两种从钨酸根向Eu3+传递的激发带( 280 and  330 nm)。这三种成份的相对贡献与水热温度和Eu3+浓度关系不大，但对pH值十分敏感，pH值越大，激发带中心波长蓝移。钨酸根的发射与Eu3+的发射相对贡献可被pH调节从而可以用pH值来控制样品发光颜色实现白光发射。由分时光谱和选择激发光谱可知Eu3+存在表面格位(位于较高能侧，较大的非均匀展宽，较短的衰减时间且随样品尺寸减小相对贡献增加)；和内部格位(较低能侧，较小的非均匀展宽，较长的衰减时间且随样品尺寸减小相对贡献减小)。钨酸根的发射来源于O2-2p轨道向W6+空轨道的跃迁。Eu3+的发射来源于O2-向Eu3+的电荷转移和W6+向Eu3+能量传递两方面。 用水热法在不同pH值(4，7.5，10)合成了CdWO4: Eu3+纳米棒和纳米颗粒，并在不同的温度下退火。并系统地研究了结构，缺陷与发光的关系。发现pH影响了结构，表面缺陷的类型和数量，进而影响发光过程。正常和畸变钨酸根的相对比例随pH值的增大而减小。pH=10的样品与pH=4的样品相比吸附了更多的OH- 和 CO32-，这些基团与表面悬键结合减少了表面无辐射。增加了发光的温度稳定性。对于Eu3+存在表面和内部两种格位，当样品退火时表面格位的相对贡献减少。 用水热法在不同pH值(4，7，9)合成了PbWO4:Er3+ Yb3+纳米晶并研究了其上转换发光性质。发现Pb相对W是过量的，且pH值升高导致过量更加严重。同时pH值升高提高了PbWO4中Yb的掺入浓度。在假设温度的升高与激发功率密度成正比的基础上对局域热效应和激发功率的关系进行了拟合，结果表明温度的增加与Yb浓度成线性关系。 用燃烧法合成了La2O2S Eu3+纳米晶，研究了La2O2S Eu3+纳米材料和体材料的尺寸和浓度对发光的影响。发现在纳米材料中Eu3+的掺杂浓度可以改变激发谱中S2--Eu3+、O2--Eu3+的相对比例。对于能量传递的类型纳米材料中交换相互作用占主导地位而体材料中偶极-偶极相互作用占主导。由于纳米材料中经紫外光辐照表面缺陷被修饰使其发光增强。纳米材料和体材料的发光均为双指数衰减。 用两步水热法化学侵蚀法合成了ZnO@ZnWO4: Eu3+复合结构纳米晶，并将其发光性质与ZnO 和ZnWO4: Eu3+进行了对比研究。发现在复合材料中发生了从ZnWO4到ZnO的能量传递。在复合材料中Eu3+占据两种格位，比较有序的内部格位和比较混乱的表面格位。但是ZnWO4中Eu3+的内部和表面格位都比较混乱，表明用化学侵蚀的方法合成的ZnWO4具有更好的结晶性。变温光谱实验表明无论是ZnO还是Eu3+的发射，复合材料同纯的ZnO或ZnWO4:Eu3+相比都具有更好的热稳定性。
语种	中文
公开日期	2012-03-21
页码	104
内容类型	学位论文
源URL	[http://159.226.165.120//handle/181722/997]
专题	长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	戴其林. 稀土激活钨酸盐、硫氧化物纳米晶发光性质[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2009.

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