荧光纳米材料SiNWs:Eu^(3+),Y^(3+)的制备及其红光发射特性

摘要

利用金属(Au-Al)作为催化剂,基于固-液-固生长机制,在单晶Si(100)表面生长出高密度、大面积的Si纳米线(Si NWs)。为了提高Si NWs:Eu^(3+)的红光发射强度,高温下利用Y^(3+)、Eu^(3+)共掺杂Si纳米线,制备了荧光纳米材料Si NWs:Eu^(3+),Y^(3+)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪研究了该材料的物质特性。结果显示,在最佳激发波长为395 nm时,Si NWs:Eu^(3+),Y^(3+)荧光纳米材料最强荧光波长为619 nm(5D0→7F2)。同时还出现了576 nm(5D0→7F0)、596 nm(5D0→7F1)、658 nm(5D0→7F3)和708 nm(5D0→7F4)四条谱带。当Y^(3+)掺杂摩尔比例为2. 5%时,Eu^(3+)红光发射强度较未掺杂Y^(3+)时提高了约110%。分析认为,Eu^(3+)会占据Y^(3+)的两个位置:C2位和S6位。而C2位因缺少反演对称性,电偶极输运是允许的,所以对5D0→7F2态跃迁起到了增强的作用。此外,波长为619 nm处的红光发射峰值半高宽由未掺杂Y^(3+)时的10. 2 nm降低到了7. 2 nm,有利于提高样品在荧光检测中的灵敏度和分辨率。