包埋稀土發(fā)光材料的核-殼型納米復(fù)合物的制備和光物理性質(zhì).pdf

1、本文研究了包埋稀土發(fā)光材料的核-殼型納米復(fù)合物的制備和光物理性質(zhì)。主要研究內(nèi)容如下： 1.用改進(jìn)的Stober方法首次制備出了具有明顯核-殼結(jié)構(gòu)的Eu(DBM)3phen/SiO2納米復(fù)合微球。納米復(fù)合微球的表面光滑、尺寸分布均勻并且具有很好的單分散性。在紫外光的激發(fā)下，納米復(fù)合微球的發(fā)光表現(xiàn)為Eu3+離子的特征發(fā)射。 2.利用激光光譜學(xué)進(jìn)行的研究表明：復(fù)合微球中的銪配合物納米團(tuán)簇存在兩種發(fā)光中心，它們分別對(duì)應(yīng)著配合物的

2、兩種分子構(gòu)型，包覆前后的對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，SiO2殼層對(duì)這兩種銪離子發(fā)光中心的影響明顯不同，處于納米團(tuán)簇表面的發(fā)光中心在包覆后的發(fā)光強(qiáng)度大大增強(qiáng)。 3.實(shí)驗(yàn)研究和理論分析表明，包覆作用有效地減小了Eu3+離子的無輻射躍遷幾率，提高了納米復(fù)合微球中的Eu3+離子發(fā)光的量子效率。另外，老化實(shí)驗(yàn)證明復(fù)合微球比純的銪配合物具有高得多的穩(wěn)定性。 4.將Eu(DBM)3phen/SiO2復(fù)合微球分散在介電常數(shù)不同的聚合物介質(zhì)中，研究了折

3、射率邊界的變化對(duì)Eu3+離子自發(fā)輻射速率的影響。隨著外部介質(zhì)折射率變大，復(fù)合微球中的光場(chǎng)局域態(tài)密度增加，導(dǎo)致復(fù)合微球中Eu3+離子的自發(fā)輻射速率增加、輻射能級(jí)壽命變短。 5.制備了包埋稀土配合物Eu(DBM)3phen的TiO2復(fù)合微球，研究了TiO2復(fù)合微球的發(fā)光性質(zhì)。研究表明，銪配合物在TiO2基質(zhì)中同樣存在兩種發(fā)光中心；與Eu(DBM)3phen/SiO2復(fù)合微球相比，Eu(DBM)3phen/TiO2復(fù)合微球的熒光壽命進(jìn)

4、一步縮短，從而佐證了納米微球中光場(chǎng)局域態(tài)密度與外部介質(zhì)折射率之間關(guān)系的理論。 6.制備了Tb(AcAc)3phen/SiO2復(fù)合微球，并對(duì)其發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了研究。光譜實(shí)驗(yàn)表明Tb3+配合物被有效地引入了SiO2微球中，復(fù)合微球發(fā)綠色熒光。利用改進(jìn)的Stober方法可以在SiO2(TiO2)微球中引入不同的稀土離子配合物，從而制各出1發(fā)射不同顏色熒光的復(fù)合微球。在復(fù)合微球中，稀土離子處在由有機(jī)配體組成的配合物籠中，并不直接與基質(zhì)相連

5、，避免了基質(zhì)對(duì)稀土離子發(fā)光的猝滅，無須高溫退火即可觀察到較強(qiáng)的稀土離子發(fā)光。這對(duì)構(gòu)建光子晶體、制備發(fā)光薄膜和生物示蹤標(biāo)志等材料或器件有著重要的意義。 7.在用水熱法制備出YF3：Yb，Tm納米晶的基礎(chǔ)上，利用SiO2對(duì)納米晶表面進(jìn)行包覆，制各了具有高效紫色和紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光的核-殼型YF3：Yb，Tm/SiO2納米復(fù)合物。首次通過控制二氧化硅殼層厚度對(duì)納米復(fù)合物的上轉(zhuǎn)換發(fā)光進(jìn)行了調(diào)制，使其短波上轉(zhuǎn)換發(fā)射得到大幅度地增強(qiáng)。同時(shí)，對(duì)納