学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

溶剂热法合成ZnS：Mn纳米棒和Ⅱ-Ⅵ族低维纳米材料的光致发光研究

作　者: 李湘林
导　师: 刘冰冰
学　校: 吉林大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 硫化锌掺杂锰 溶剂热合成 纳米棒 光致发光 高压 硒化镉硫化锌 核/壳量子点 上转换发光
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 196次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


ZnS作为典型的宽禁带半导体材料,是性能优越的掺杂主体材料,其掺杂Mn的纳米材料的合成和光学性质的研究一直是倍受关注的课题。一维结构的ZnS掺杂Mn纳米材料具有更加独特的光学性质,其合成与光学性质的研究才刚刚开始,其研究还存在很多的挑战。半导体量子点的上转换发光最近引起了人们的广泛关注,其上转换的机理还存在争议。本论文围绕ZnS掺杂Mn纳米棒的合成及其光学性质、高压相变性质的研究和CdSe/ZnS/核壳量子点的上转换发光性质在高压下的研究两部分内容展开。采用溶剂热合成方法,通过选择适当的锌源,首次通过湿化学方法制备出了具有纤锌矿结构的尺寸小、形貌均一、长径比大的ZnS掺杂Mn纳米棒。对其光致发光性质进行了研究,我们发现具有纤锌矿结构的ZnS掺Mn纳米棒在595 nm左右的Mn杂质能级发光强度随掺杂浓度的增加而增强,与文献报道的闪锌矿结构的ZnS掺Mn纳米棒相比,纤锌矿结构的ZnS掺Mn纳米棒具有更优越的光学性质。利用同步辐射在位高压XRD技术研究了具有纤锌矿结构ZnS:Mn纳米棒的压致相变过程。发现其相变序列发生改变,直接由纤锌矿转变到岩盐矿结构,中间没有出现闪锌矿结构,其相变压力在17.0 GPa左右,这要高于其他形态纳米ZnS材料,这可能是由于ZnS:Mn纳米棒的特殊形貌引起的。利用金刚石对顶砧高压技术,首次在高压下研究了CdSe/ZnS/核壳量子点的上转换发光性质。发现在近红外和可见光波段两不同激发条件下CdSe/ZnS量子点上转换发光的来自于两不同的电子能态和两不同的上转换过程,在近红外波段的830 nm激发下来源于带隙跃迁,上转换过程为一双光子吸收过程;在可见光波段633 nm激发下来源于表面态,上转换过程为声子辅助的单光子吸收过程。我们的研究结果对半导体量子点上转换发光的机理给出了进一步的解析。

全文目录


提要  4-7
第一章 绪论  7-25
  1.1 纳米材料的研究概况  7-10
    1.1.1 纳米材料的基本物理特性  7-9
    1.1.2 纳米材料的合成方法  9-10
  1.2 ZnS 纳米材料的研究进展  10-18
    1.2.1 概论  10-12
    1.2.2 ZnS 及其掺杂 Mn 纳米材料性质的研究  12-15
    1.2.3 水热(溶剂热)法简介和 ZnS 及其掺杂纳米材料水热合成现状  15-18
  1.3 ZnS 的高压研究进展  18-19
  1.4 半导体量子点上转换发光性质研究进展  19-22
  1.5 本论文的研究目的和意义  22-24
  1.6 论文的主要内容  24-25
第二章 ZnS 及掺杂 Mn 纳米棒的溶剂热合成及光致发光性质研究  25-41
  2.1 引言  25-26
  2.2 实验部分  26-28
    2.2.1 实验装置  26
    2.2.2 试剂及其来源  26-27
    2.2.3 ZnS 及 ZnS:Mn 纳米棒的合成  27-28
  2.3 样品的测试与表征  28
    2.3.1 粉末 X——射线衍射分析(PowderX -RayD ifraction, XRD)分析  28
    2.3.2 扫描电镜(ScanningE lectronM icroscope, SEM)分析  28
    2.3.3 透射电镜(Transmission Electron Microscope, TEM)分析  28
    2.3.4 荧光(Photoluminescence, PL)分析  28
  2.4 实验结果与分析  28-40
    2.4.1 ZnS 纳米棒的合成及表征  28-30
    2.4.2 以不同锌源合成的 ZnS:Mn 材料的结构表征  30-32
    2.4.3 不同浓度掺杂 ZnS:Mn 纳米棒的合成与表征  32-37
    2.4.4 ZnS 及不同浓度 Mn 掺杂 ZnS 纳米棒光致发光研究  37-40
  2.5 本章小结  40-41
第三章 ZnS:Mn 纳米棒的高压 X 光衍射研究  41-49
  3.1 引言  41
  3.2 实验部分  41-44
    3.2.1 高压实验技术  41-44
  3.3 实验过程  44-45
  3.4 结果与讨论  45-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章 CdSe/ZnS 核/壳结构量子点上转换发光的高压研究  49-61
  4.1 引言  49-50
  4.2 实验过程  50-52
  4.3 结果与讨论  52-59
  4.4 本章小结  59-61
第五章 结论  61-63
参考文献  63-72
攻读硕士学位期间发表文章  72-74
致谢  74-75
摘要  75-79
Abstract  79-81

相似论文

  1. ZnO杂化材料的制备、缺陷调控及其光学性质的研究,TB33
  2. Yb：Ho：PbWO_4晶体上转换发光性能研究,O734
  3. 稀土（Pr~（3+），Sm~（3+），Er~（3+），Yb~（3+））共掺氧化铝的光学特性,O482.31
  4. 上转换纳米材料的合成、表征和机理研究,TB383
  5. 溶剂热法合成纳米CaF_2、SrF_2、BaF_2及对掺杂Yb/Er的BaF_2研究,TB383.1
  6. 稀土氟化物纳米发光材料的制备及性能研究,TB383.1
  7. 可控合成上转换微米/纳米材料及其表征,TB383.1
  8. 稀土离子掺杂的透明陶瓷LuAG：Pr~（3+）和上转换发光材料Y_2O_3：Tm~（3+）/Yb~（3+）的制备及光谱研究,O482.31
  9. 电力系统电压无功控制方法研究,TM761.1
  10. 飞秒脉冲激发镁钕铌酸锂晶体上转换发光机制的研究,O482.31
  11. 稀土荧光及上转换发光纳米粒子的制备、表征及表面功能化,TB383.1
  12. Er~(3+)和Yb~(3+)共掺ZrO_2纳米材料的制备及其上转换发光性能研究,O482.31
  13. 沙尘暴导致输电导线产生电晕的机理研究,TM851
  14. 稀土离子掺杂TiO_2纳米晶体的上转换光催化杀菌作用研究,O643.36
  15. 220kV输电线路除冰机器人机械本体研究,TP242
  16. 布鲁氏菌抗原快速检测UPT免疫层析试纸的研制,R446.6
  17. 模板法制备介孔金属氧化物及发光材料组装,O611.4
  18. Er、Yb和Tm稀土掺杂硼硅酸盐玻璃上转换发光理论与实验研究,O482.31
  19. 稀土掺杂TiO_2纳米晶体的制备及其上转换发光特性研究,O614.411
  20. 肺动脉高压右室收缩功能和收缩同步性的研究,R543.2

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
© 2012 www.xueweilunwen.com