AlON:Ce3+荧光粉的制备及光谱研究

采用高温固相法合成了不同浓度Ce³⁺ 掺杂的AlON荧光粉. 通过X射线和扫描电镜分析了荧光粉的物相和显微结构, 且利用荧光光谱仪测试了AlON:Ce³⁺荧光粉的发光光谱.结果表明, 荧光粉在305 nm紫外激发下发射390 nm为中心的蓝光.温度依赖荧光谱测试发现, AlON:Ce³⁺荧光粉在150 ℃ 下发射强度能保持室温发射强度的86%.因此, 该荧光粉是大功率白光发光二极管用最佳荧光粉的候选材料之一. 关键词： 光致发光 浓度猝灭 热稳定性     

CaLuBO4∶Tb^3+荧光粉的制备及发光性质

采用高温固相反应法合成了不同Tb^3+掺杂浓度的CaLuBO4∶xTb^3+荧光粉,研究了样品的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,样品的发射光谱由Tb3+离子的5D3→7FJ(J=6,5,4)和5D4→7FJ′(J′=6,5,4,3)特征发射组成,其中位于545 nm和554 nm附近的5D4→7F5跃迁发射强度最大。荧光粉的激发光谱是由位于紫外区的Tb3+的4f-5d和f-f跃迁构成的。研究了Tb3+浓度对样品发光性质的影响。测量并分析了CaLuBO4∶xTb^3+荧光粉的5D3能级和5D4能级荧光寿命。结果表明,CaLuBO4∶xTb^3+是一种适于紫外激发的新型黄绿光荧光粉。     

Tb~(3+)掺杂方钠石荧光粉的制备及发光性质研究

采用高温固相法制备了一系列Tb~(3+)掺杂方钠石荧光粉样品Na_8Al_6Si_6O_(24)Cl_2∶Tb~(3+)。通过XRD、SEM、荧光光谱、热猝灭分析仪对样品的晶体结构及其发光性能进行研究。样品晶粒由大小不等、形状不规则的多面体块状颗粒构成。样品在242 nm(对应于Tb~(3+)离子自旋允许的7FJ→9DJ跃迁)激发下发出单色性能较好的绿色荧光,相应的色坐标为(0.324 0,0.587 2),色纯度为87.4%,发光量子效率为0.74。随着Tb~(3+)掺杂浓度的增加,出现浓度猝灭现象。当浓度为5%时,样品的绿色荧光最强。研究结果表明,样品满足PDP器件的使用要求,可作为三基色材料中的绿色组分。     

新型黄绿色荧光粉BaMoO_4:Pr~(3+)的制备与光致发光性质研究

采用高温固相法成功合成了新型BaMoO4:Pr3+黄绿色荧光材料,并对其晶体结构、形貌和发光性质进行了研究。X射线衍射(XRD)测试结果表明在1300℃制备的样品具有白钨矿类结构晶体,样品的形貌在扫描电镜(SEM)显示下呈不规则外形。荧光样品激发光谱由强的电荷迁移跃迁(CT)带和Pr3+离子的特征激发峰组成,主激发峰位于447nm(3 H4→3P2)、472nm(3 H4→3P1)和485nm(3 H4→3P0);其发射谱峰分别位于527nm(3P1→3 H4,5)、542nm和551nm(3P0→3 H5)、596nm(1 D2→3 H4)、614nm(3P0→3 H6)和642nm(3P0→3F2),最强发射峰位于642nm处。获得Pr3+的最佳掺杂摩尔分数为0.2%~0.3%。研究表明:BaMoO4:Pr3+是一种有望应用于蓝光发光二极管(LED)有效激发的黄绿色荧光粉材料。     

Eu~(3+)/Yb~(3+)共掺杂ZrO_2粉末的制备和发光性质研究

利用共沉淀方法制备了Eu3+/Yb3+单掺和共掺的ZrO2粉体材料,研究了煅烧温度和掺杂浓度对结构和发光性质的影响。XRD结果表明:所制备单掺样品含有单斜相和四方相2种不同结构,随着热处理温度的升高,四方相向单斜相转变,经1 150℃处理后,四方相消失,呈现单一的单斜相;Yb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方相的作用,随着掺杂浓度的增加,单斜相转变为四方相。由于晶相的不同,Eu3+处在四方相和单斜相2种发光中心,二者发光性质不同。Eu3+/Yb3+共掺后,在270 nm激发Eu3+时,观测到了Yb3+在近红外波段(980 nm)的发光,同时证实Eu3+的激发光谱和Yb3+的激发光谱相一致,表明存在Eu3+到Yb3+的能量传递,交叉弛豫和共合作能量传递过程是其可能的能量传递机理。     

Mg掺杂ZnO纳米晶的低温共沉淀法制备及光学性质

采用共沉淀(co-precipitation)法制备了Mg掺杂ZnO纳米晶,分别用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)光谱、透射电镜(TEM)、电子顺磁共振(EPR)等分析手段对样品进行了表征。探究了Mg离子在ZnO纳米晶中的存在状态,ZnO纳米晶颗粒尺寸和发射光谱随Mg掺杂浓度的变化,并对其发光机理进行了分析。结果表明:Mg离子在ZnO晶格中以部分晶格位,部分间隙位的方式存在,没有形成MgO表面壳层结构;随Mg掺杂浓度的增大,ZnO纳米晶的颗粒尺寸变小,发射光的光强增大。发射光的最佳激发波长为342nm,中心波长为500nm,荧光量子产率为22.8%。实验分析表明:Mg离子的掺杂在ZnO纳米晶中引入了锌空位(VZn),间隙位的镁离子(IMg),提供了新的复合中心,从而增强了ZnO纳米晶的光致发光。     

Na-Mg共掺杂ZnO薄膜的结构和光学性质

利用溶胶-凝胶法,在普通载玻片上使用旋转涂膜技术制备了具有c轴择优取向生长的Na-Mg共掺杂的ZnO薄膜。用XRD、SEM、光致发光(PL)及透射光谱对薄膜样品进行了表征。结果表明:Na-Mg共掺杂有利于ZnO薄膜的c轴择优取向生长,并且随着Na+掺杂浓度的增加,晶粒尺寸先增大后减小;通过比较不同掺杂浓度ZnO薄膜的PL谱,推测发光峰值位于380nm的紫外发射与ZnO的自由激子复合有关;发现掺入Mg的确能使ZnO禁带宽度增大,掺杂组分为Na0.04Mg0.2Zn0.76O时,其PL谱只有一个很强的紫光发射峰,其近带边紫外光发射强度较未掺杂的ZnO增强了近10倍,极大地提高了薄膜紫外发光性能;并且随Na+浓度增加薄膜透光性减弱。     

Mn掺杂Zn-In-S量子点的制备及发光性质研究

制备了Mn掺杂Zn-In-S量子点并研究了Zn/In的量比和反应温度对其发光性质的影响。在Mn掺杂的Zn-In-S量子点的发光谱中观测到一个600 nm发光带。通过改变Zn/In的量比,掺杂量子点的吸收带隙可从3.76 e V(330 nm)调谐到2.82 e V(440 nm),但600 nm发光峰的波长只有略微移动。这些掺杂量子点的最长荧光寿命为2.14 ms。当反应温度从200℃增加到230℃时,掺杂量子点的发光强度增加并达到最大值;而继续升高温度至260℃时,发光强度迅速减弱。此外,测量了Mn掺杂Zn-In-S量子点的变温发光光谱。发现随着温度的升高,发光峰位发生蓝移,发光强度明显下降。分析认为,Mn掺杂Zn-In-S量子点的600 nm发光来自于Mn2+离子的4T1和6A1之间的辐射复合。     

Cu掺杂ZnO纳米材料的制备及表征

利用CuO作为前驱体对ZnO进行了Cu掺杂研究,分别在不同温度下获得了ZnO纳米带及有纳米带构成的微米花状结构,对其生长机理进行了分析。并且以Cu片为衬底获得了ZnO的纳米梳以及有纳米梳构成的多层结构ZnO。XRD表明产物中只有ZnO单质相的存在,EDS证明产物中存在Cu元素。ZnO室温下的PL谱表明其UV与深能级发射强度比随Cu掺杂量的增加而变大,说明Cu的掺杂能够降低ZnO的缺陷峰强度。     

Co掺杂ZnO纳米棒的共振拉曼光谱和发光特性

采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)手段对微乳液法合成的Zn0.9Co0.1O纳米棒进行了表征.通过室温下的共振拉曼光谱和光致发光光谱手段,研究了所合成纳米材料的共振拉曼光谱和发光特性,并与体相ZnO的研究结果对比,发现合成的材料具有四阶声子紫外共振拉曼散射,而体相材料只有两阶,并观察到在紫外和可见区域所...     

氮化镓纳米粒子的制备及光致发光研究

采用直接氮化法制备出尺寸不同的GaN纳米粒子,分别利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）谱测试手段对所制样品进行表征和发光特性的研究。结果表明：所制备的两种GaN纳米粒子直径分别为100 nm和300 nm左右。在GaN纳米粒子的PL谱中,中心在357 nm的发射源于本征发光,中心在385 nm的发射带源于浅施主能级到价带的辐射复合,中心在560 nm左右的发射带源于浅施主能级到深受主能级间的施主-受主对辐射发光。     

AlN微晶棒的的制备及光致发光性能研究

采用直流电弧放电方法,在无催化剂的条件下直接氮化Al合成纤锌矿结构的AlN微晶棒。分别利用拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)谱等测试手段对所制备样品进行表征和发光性能的研究。结果表明:所制备的Al N微晶棒长度约为30μm,直径约为10μm。在AlN微晶棒的PL谱中,有两个主要发光峰,中心在430 nm的发射源于VN和(V_(Al)-O_N)~(2-)构成的深施主-深受主对缺陷发光,中心在650 nm的发射源于VAl形成的深受主能级到价带的缺陷发光。在激发波长由270 nm逐渐增大到300 nm的过程中发现,Al N微晶棒波长在430 nm处的发光峰先增强后减弱,在激发波长为285 nm时强度最大;650 nm处的发光峰随激发波长增大而逐渐增强。     

Mn2+, Pb2+共掺杂ZnS纳米材料制备及光致发光

采用聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为表面包覆剂,在室温大气条件下的水溶液中制备了ZnS:Mn,Pb纳米晶。讨论了Mn²⁺和Pb²⁺掺杂量对ZnS纳米发光材料光致发光强度的影响,确定了Mn²⁺和Pb²⁺掺杂量相对于Zn²⁺的最佳的量的比,并对其发光机理进行了初步的探讨。     

Investigation on microstructure and properties of CrAlN/AlON nanomultilayers

Artificially modulated CrAlN/AlON nanomultilayers were synthesized by direct current reactive magnetron sputtering. The microstructure and mechanical properties were evaluated by X-ray diffraction (XRD), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and nano-indentation techniques. The crystallization of AlON layer and its influence on the mechanical property of the nanomultilayers were studied. The results revealed that, under the template effect of NaCl structural CrAlN layer, amorphous AlON was forced to crystallize and grew epitaxially with CrAlN layer when AlON layer thickness was below 0.9 nm, leading to an increase of hardness up to 32.8 GPa. With the further increase of the AlON layer thickness, AlON layer gradually transformed into amorphous structure and blocked epitaxial growth of the multilayers, resulting in the decrease of hardness. The effect of CrAlN layer thickness on hardness of CrAlN/AlON nanomultilayers was also investigated. With the decrease of CrAlN layer thickness, the hardness increased gradually. The maximum hardness was 34.7 GPa when CrAlN layer thickness of was 3.0 nm. The strengthen mechanism of CrAlN/AlON nanomultilayers was finally discussed.     

超细氧化硅纳米线阵列的制备和发光特性

以液态金属Ca作为催化剂合成了大量的非晶SiO2纳米线阵列。这些纳米线具有高度取向性,直径分布均匀,平均约8nm,长度大于300μm。研究发现,载气的湿度对非晶SiO2纳米线阵列的生长有重大影响,提出了一种可能的生长模型,以解释这一与传统的VLS机制不同的生长过程。对样品的光致荧光(PL)谱的测量表明,非晶SiO2纳米线阵列在蓝光波段附近存在两个很强且稳定的发射峰,它们直接与样品中的缺陷和空位有关。首次发现了一个稳定的PL峰,存在于红外波段,作为光源,非晶SiO2纳米线阵列可能会在纳米光电子器件中得到应用。由于SiO2是传统的光纤材料,单根SiO2纳米线也有希望应用于近场光学扫描显微镜(SNOM)之中。     

氧化锌纳米结构的制备及发光性质研究

采用化学气相沉积方法,在氩气和氧气混合气氛下制备了两种四角结构的纳米氧化锌。初始反应物为纯锌粉,反应过程中没有采用任何触媒。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、光致发光光谱研究了纳米产物的结构和光学性质。获得的纳米产物为高纯的纤锌矿结构氧化锌。两种氧化锌纳米产物具有三维立体的四角结构,分别为四角锥-片状结构和四角锥-线状结构,具有较大的长径比,呈典型的微/纳结构。通过对两种氧化锌纳米结构的紫外发射峰和可见发射带的对比研究,探讨了氧化锌纳米产物可见发射带的起源,以及影响其发光性质的主要因素。     

Engineering of AlON interlayer in Al2O3/AlON/In0.53Ga0.47As gate stacks by thermal atomic layer deposition

The presence of an AlN interfacial layer in high-k/In_0.53Ga_0.47As gate stacks improves the interfacial properties and enhances the electrical performance of devices. However, pure AlN is rarely grown by atomic layer deposition (ALD) because of the low reactivity of NH₃ toward the common Al-precursor and the predisposition to oxidation of the grown AlN layer. Although a plasma-enhanced ALD technique significantly suppresses the oxygen content in the grown AlN layer, the deterioration of the interface properties by plasma-damage is a critical issue. In this work, an AlON interlayer was engineered by optimizing the NH₃ feeding time in thermal ALD to improve the interface quality in Al₂O₃/AlON/In_0.53Ga_0.47As capacitors. It was determined that a mere increase in the NH₃ feeding time during the ALD of the AlON film resulted in a higher nitrogen incorporation into the AlON interlayer, leading to a reduction in the interface trap density. Furthermore, the out-diffusion of elements from the In_0.53Ga_0.47As layer was effectively suppressed by increasing the NH₃ feeding time. This work demonstrates that simple process optimization can improve the interface quality in high-k/In_0.53Ga_0.47As gate stacks without the use of any plasma-activated nitrogen source.     

水热法制备钼掺杂ZnO纳米结构及其光学特性研究

用水热法以Zn(NO3)2·6H2O和NaOH为原料,分别以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚乙烯吡咯烷酮-K30(PVP-K30)、聚乙二醇400(PEG400)、乙二胺四乙酸(EDTA)为添加剂,制备钼掺杂的纳米ZnO。扫描电镜(SEM)结果表明,通过改变添加剂的种类可以合成不同形貌钼掺杂的ZnO;X射线衍射(XRD)结果表明,掺杂的ZnO纳米粉体为六方纤锌矿结构,随着钼掺杂浓度的增加,衍射峰强度明显增大,结晶质量得到明显改善;室温下的光致发光(PL)图谱表明,掺杂的样品在385 nm处有一紫光发射峰,在约572 nm处有一绿发光射峰,Mo掺杂后明显提高了样品的发光强度。