金属离子掺杂的若干氧、硫、硒化合物纳米材料的制备、表征及发光性能

摘要

全文共分六章.第一章首先概括了纳米材料的基本结构、特殊效应、性质、应用及其研究意义和重要性,其次总结了纳米材料的制备技术,着重综述了过渡金属离子掺杂的稀磁半导体量子点及稀土离子掺杂纳米发光材料的研究进展、存在问题及其在光电子及显示领域的应用前景.第二章使用反胶束法研究了Cd<,1-x>Mn<,x>S量子点的制备及其发光性能.以H<,2>S为硫源,首次通过加入H<,2>S气体的量来控制量子点的大小,合成了大小和Mn<'2+>含量可控的Cd<,1-x>Mn<,x>S量子点.并与文献报道的以Na<,2>S为硫源制备的Cd<,1-x>Mn<,x>S量子点进行比较.第三章首次使用反胶束法成功制备大小和Mn<'2+>含量可控的Cd<,1-x>Mn<,x>Se量子点.HRTEM结果表明量子点的平均大小为4.2~4.8 nm,可随ω<,0>值增大而增大.EDS表明仅有少量的Mn<'2+>离子掺杂到量子点中.吸收光谱显示了CdSe量子点的显著的量子尺寸效应,而Cd<,1-x>Mn<,x>Se样品的激子峰不再明显,发射峰红移,并宽化,也说明Mn<'2+>有效地掺杂到CdSe中.光致发光谱表明发光峰主要是CdSe的带边发光.第四章首次使用一种新颖的方法,微乳液-微波法合成了不同粒径大小(20~100nm)及不同形貌(纳米颗粒,纳米棒)的纳米Y<,2>O<,3>:Eu<'3+>荧光粉,研究了制备条件、组成等对粒子的形貌及发光性能的影响,并用SiO<,2>,V<,2>O<,5>,ITO等对纳米Y<,2>O<,3>:Eu<'3+>荧光粉表面包膜处理.XRD结果表明所制备的Y<,2>O<,3>:Eu<'3+>为纯相,属于体心立方晶系.谱线出现宽化现象.第五章使用新颖的方法,微乳液-微波法和溶胶凝胶-微波法制备了纳米和亚微米SrTiO<,3>:Pr<'3+>,SrTiO<,3>:Pr<'3+>,Al<,3>+(或In<'3+>),CaTiO<,3>:Pr<'3+>和CaTiO<,3>:Pr<'3+>,Al<'3+>等荧光粉.研究了制备方法对粒径大小及发光性能的影响、组成对发光性能的影响等.第六章总结了该学位论文已经完成的工作,并根据该工作已取得的进展和存在的薄弱环节,对今后稀磁半导体量子点和稀土离子掺杂的纳米发光材料领域的研究作了简要的展望.

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

1.1纳米科技与纳米材料简介

1.2稀磁半导体量子点的研究进展

1.3稀土离子掺杂纳米发光材料的研究概况

1.4学位论文选题、主要研究内容、研究目标和研究意义

第二章反胶束法合成Cd1-xMnxS量子点及其发光性能研究

2.1实验

2.1.1实验试剂及仪器

2.1.2 Cd1-xMnxS量子点的制备

2.1.3测试与设备

2.2结果与讨论

2.2.1 Cd1-xMnxS量子点的大小和形貌

2.2.2 Mn2+在量子点中的位置分析

2.2.3紫外-可见吸收光谱分析

2.2.4光致发光光谱和激发光谱分析

2.3小结

第三章反胶束法合成Cd1-xMnxSe量子点及其光性能研究

3.1实验

3.1.1实验试剂与仪器

3.1.2 Cd1-xMnxSe量子点的制备

3.1.3测试与设备

3.2结果与讨论

3.2.1 Cd1-xMnxS量子点的大小和形貌

3.2.2紫外-可见吸收光谱及光致发光光谱分析

3.3小结

第四章微乳液-微波法制备Y2O3：Eu3+纳米发光材料及其表面包膜处理的研究

4.1实验

4.1.1实验试剂、仪器与测试

4.1.2 Y2O3：Eu3+纳米荧光粉的合成

4.1 3 Gd0.5Y1.38Euo.12O3纳米荧光粉的制备

4.1.4用SiO2，V2O5，ITO对Y2O3：Eu3+纳米荧光粉包膜

4.1.5在ITO玻璃表面制备Y2O3：Eu3+纳米荧光粉薄膜

4.2结果与讨论

4.2.1制备Y2O3：Eu3+纳米粉体的反应过程和现象

4.2.2 X-射线衍射分析

4.2.3Y2O3：Eu3+样品的大小和形貌

4.2.4 X射线电子能谱分析

4.2.5光致发光激发光谱和发射光谱分析

4.2.6荧光寿命分析

4.2.7 Y2O3：Eu3+纳米荧光粉薄膜的I-V曲线和阴极射线发光观察

4.3小结

第五章SrTiO3：Pr3+，(Al3+或In3+)和CaTiO3：Pr3+，(Al3+)纳米荧光粉的制备、表征及其发光性能

5.1实验

5.1.1实验试剂与仪器

5.1.2 Sr(或Ca)TiO3：Pr3+，(Al3+或In3+)荧光粉的制备

5.1.3测试与设备

5.2结果与讨论

5.2.1 XRD分析

5.2.2透射电镜(TEM)分析

5.2.3光致激发光谱和发射光谱分析

5.2.4荧光寿命分析

5.3小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

附录 攻读博士学位期间在学术期刊上发表研究论文、全国会议论文和已投稿论文目录

原创性声明