CdS殼層對Mn粒子摻雜的ZnS納米溶膠發(fā)光性質(zhì)的影響.pdf

1、Ⅱ－Ⅵ族半導(dǎo)體材料是目前應(yīng)用廣泛的一種發(fā)光材料，將其做到納米尺寸，會出現(xiàn)許多不同于體相材料的新異性質(zhì)。納米發(fā)光材料的實用化將帶來發(fā)光材料領(lǐng)域的巨大變革，并帶動相關(guān)納米電子器件的發(fā)展。近年來離子摻雜的納米半導(dǎo)體發(fā)光材料一直是研究熱點，摻雜離子表現(xiàn)出的發(fā)光特性引起人們的廣泛興趣。但納米粒子表面存在的大量的表面態(tài)大多對發(fā)光起猝滅作用，導(dǎo)致納米材料發(fā)光效率低。采用無機(jī)物對納米材料表面進(jìn)行修飾，改變了表面態(tài)性質(zhì)和分布，提高了納米材料的發(fā)光效率。但

2、是這方面的研究，大部分集中在討論表面修飾對半導(dǎo)體本身發(fā)光的影響，對摻雜離子的發(fā)光受無機(jī)殼層影響的研究還不多。 本文采用反膠束法制備了錳離子摻雜的納米硫化鋅顆粒，并在顆粒表面包覆硫化鎘殼層，對其發(fā)光性質(zhì)的變化進(jìn)行了研究。總結(jié)如下： 1、采用反膠束方法，以乙酸鋅、乙酸錳、硫化氫氣體為反應(yīng)原料，庚烷為有機(jī)相，AOT 為表面活性劑，制備了不同錳離子摻雜濃度的ZnS∶Mn納米顆粒，對其光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)紫外可見吸收閾值在30

3、5 nm左右，采用有效近似模型估算粒子的粒徑約為 3.5nm；對于所有錳離子摻雜濃度下制備的樣品，Mn離子位于585 nm的發(fā)光都極弱，說明本條件下制備，只有極少量的Mn摻雜進(jìn)ZnS晶格，大多數(shù)吸附在粒子表面。 2、用硫化鎘按殼層硫化鎘的摩爾量分別為核硫化鋅摩爾量的 1/5、2/5、3/5、4/5、5/5對所制備的ZnS∶Mn納米顆粒進(jìn)行不同厚度的殼層包覆，考查包覆殼層對ZnS∶Mn納米顆粒發(fā)光的影響。結(jié)果表明，在錳離子摻雜濃度

4、為1％、2％時，錳離子位于585 nm附近的發(fā)光強(qiáng)度隨殼層厚度增加不斷增加，與Zn空位有關(guān)位于425 nm附近的發(fā)光強(qiáng)度隨殼層厚度的增加而減弱。在錳離子摻雜濃度為3％、4％時，核殼摩爾比為5：4的樣品發(fā)光強(qiáng)度最大，再增加殼層厚度，發(fā)光就開始減弱；在錳離子摻雜濃度為5％時，隨著殼層增厚，發(fā)光緩慢增強(qiáng)，當(dāng)殼層厚度增加到5∶4后，再增加殼層厚度到5∶5，發(fā)光突然增強(qiáng)很多。 3、當(dāng)錳離子摻雜濃度小于2％時，隨著殼層增厚，由于Zn空位減少

5、， Mn離子到表面的距離增長，粒子增大，表面缺陷數(shù)量減少等原因，傳遞到Mn離子能級的能量增多，通過表面猝滅中心進(jìn)行無輻射躍遷的通道減少，使得錳離子位于585 nm附近的發(fā)光強(qiáng)度隨殼層厚度增加不斷增強(qiáng)。當(dāng)錳離子摻雜濃度大于2％之后，可能存在錳離子之間發(fā)生的濃度猝滅，影響因素增多的同時，影響因素之間又互相影響，造成發(fā)光強(qiáng)度的變化很難具有規(guī)律性。 4、反應(yīng)原料中錳離子濃度最多為3％，通過反應(yīng)和殼層作用可以使錳離子進(jìn)入粒子內(nèi)部的量最合適，得到最