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题名	Mn~(2+)Eu~(3+)掺杂纳米ZnS发光性质研究
作者	任山令
学位类别	硕士
答辩日期	2002
授予单位	中国科学院长春光学机密机械与物理研究所
授予地点	中国科学院长春光学机密机械与物理研究所
导师	张家骅
关键词	纳米颗粒 表面态 能量传递 荧光增强
学位专业	凝聚态物理
中文摘要	纳米材料科学是一门涉及多学科领域的科学，纳米颗粒由于尺寸小能产生量子尺寸效应，表面效应，介电限域效应和宏观量子隧道效应等。它们的光学性质和体材料相比有很大的变化，近年来半导体掺杂的纳米颗粒的光学性质引起了人们的重视。本文中我们对掺杂半导体纳米颗粒的光学性质进行了研究，重点足过渡族金属Mn2+和稀土Eu~(3+)离子掺杂的ZnS纳米颗粒的光学性质研究工作，得到了以下结果。1．制备出纳米ZnS：Mn2＋乙醇溶胶和PvB薄膜样品，均观察到紫外光辐照下的荧光增强现象，增长倍数超过20倍，高于以前的报导，并发现样品在固体薄膜和溶胶中有不同的荧光增强行为。与体材料寿命相比Mn~(2+)离子的发光寿命没有明显的变短，说明碎灭中心粹灭的是ZnS基质的元激发而不是Mn~(2+)离子本身。荧光增强的原因是由于ZnS基质向Mn~(2+)离子和表面态的能量传递是两个相互竞争的过程，紫外光辐照下表面碎灭中心数目不断减少从而 Mn2＋离子的发光增强。表面碎灭中心吸收来自于基质的元激发而发生光化学变化而减少，而并非直接吸收外部能量的结果；ZnS基质的不同能级均向同一个表面态进行能量传递。2．对薄膜样品的荧光增强曲线的拟合表明，颗粒表面碎灭中心数目随辐照时间的衰减函数是非e指数形式；同时考虑溶液中碎灭中心通过向颗粒表面的扩散而逐渐耗尽，很好地解释了溶胶的增强曲线与固体薄膜的增强曲线的不同。3．薄膜样品在太阳光辐照下同样有荧光增强行为，预示该样品可以作为一种紫外辐照剂量的记录材料。4．合成纳米ZnS：Eu~(3+)和Eu~(3+)、Mn~(2+)共掺体系，首次成功通过Eu~(3+)离子的本征发光的激发谱观察到基质ZnS向Eu~(3+)离子有能量传递过程。低温和选择激发光谱表明掺杂的Eu~(3+)离子处于对称性不同的环境中，形成分支比不同的两类发光中心。用不同能量激发ZnS时~5D_0-~7F_0与~5D_0-~7F_1发光分支比不同，表明激发能量对两类发光中心的激发具有选择性。5．在紫外光的辐照下首次观察到Eu~(3+)离子发光的荧光增强现象，辐照后~5D_0一~7_0F。发射强度分支比增加，表明对称性较低的发光中心对发光的贡献增加，可能是处于颗粒表面的Er"离子对发光的贡献增加。6．纳米ZnS：Eu~(3+)的~5D_1-~7F_1发射强度较自由Eu3"的发射有明显的提高，监测Eu3"离子~5D_1一~7F_1发射所测激发谱中只有~7F_0-~5D_2跃迁的贡献，表明可能有一个中间态位于~5D_2能级之上，当激发~5D_2上能级时，能量经中间态直接传递给~5D_2能级，而不是经由~5D_2驰豫到~5D_1。强的~5D_1-~7F_1发光可能表明纳米材料中~5D_2向~5D_1的无辐射驰豫速率减小，这与纳米体系中声子模式分布与体材料不同有关。
语种	中文
公开日期	2012-03-21
页码	76
内容类型	学位论文
源URL	[http://159.226.165.120//handle/181722/1525]
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	任山令. Mn~(2+)Eu~(3+)掺杂纳米ZnS发光性质研究[D]. 中国科学院长春光学机密机械与物理研究所. 中国科学院长春光学机密机械与物理研究所. 2002.

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