纳米ZnS:Mn2+薄膜荧光增强动力学研究

利用有机溶胶方法制备了纳米ZnS:Mn^2 颗粒并将其分散在PVB薄膜中，观察到紫外辐照荧光增强的现象且增长倍数高于以前的报道。利用激发和发射光谱等手段对荧光增强的动力学过程进行了研究。认为纳米ZnS中元激发向Mn^2 离子和表面态的能量传递是两个互相竞争的过程，紫外光辐照使表面态数目减少从而使Mn^2 的发光增强，辐照后ZnS基质的1P能级对Mn的激发更为有效。该样品在太阳光辐照下有相同的增强效应，可用来作为紫外光辐照剂量的探测材料。     

ZnS:Mn纳米晶的制备及其发光性能研究

以C19H42BrN为表面活性剂,采用水热法合成了ZnS:Mn纳米晶,分别利用XRD、TEM、荧光光谱仪对其物相、形貌及光学性能进行了研究。结果表明:ZnS:Mn纳米晶为闪锌矿ZnS结构,颗粒近似球形,平均粒径为4～8 nm。荧光光谱显示,ZnS:Mn纳米晶的荧光发射峰强度随着Mn2+掺杂浓度和表面活性剂含量的增加而逐渐增强。     

核-壳结构的ZnS:Mn纳米粒子的荧光增强

采用反胶束方法制备了ZnS :Mn纳米粒子并对其进行了ZnS壳层修饰 ,采用发射光谱和激发光谱对其光学性质进行了研究。与未包覆的ZnS:Mn纳米粒子相比 ,核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子来自于Mn2 离子的 5 80nm的发光增强了数倍 ,归因于ZnS壳增加了Mn2 离子到纳米颗粒表面的距离 ,减弱了Mn2 离子向表面猝灭中心的传递。样品制备后 ,核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子在 5 80nm的发光随时间略有增强 ,激发光谱的位置未发生明显变化 ,而未包覆的ZnS:Mn纳米粒子在 5 80nm的发光显著增强 ,同时自激活发光减弱 ,激发光谱明显发生红移 ,说明未包覆的ZnS :Mn纳米粒子的尺寸随时间增大 ,而核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子尺寸基本不变。     

ZnS：Mn/SiO2量子点的表面聚乙烯吡咯烷酮修饰及其应用于海水中铅离子检测

制备了二氧化硅壳层修饰的ZnS：Mn量子点,基于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）与二氧化硅表面硅羟基的作用,在纳米复合微粒表面进行了PVP的修饰,得到了在海水中荧光性能及胶体稳定性良好的ZnS：Mn/SiO₂/PVP 量子点。在Pb²⁺对所制备纳米微粒具有荧光猝灭效应的基础上,建立了用ZnS：Mn/SiO₂/PVP 量子点作为荧光探针检测海水中微量铅离子的新方法。研究表明,量子点浓度为10^-3 mol/L时,海水中离子浓度在10~100 μmol/L范围内与ZnS：Mn/SiO₂/PVP量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.994 6,检出限为8×10^-7 mol/L。     

金属离子表面修饰对纳米ZnS∶Mn~(2+)溶胶发光性质的影响

利用胶体化学共沉淀方法制备了纳米ZnS∶Mn2 + 乙醇溶胶 ,观察到Zn2 + 的引入对内部Mn2 + 的4T1→6A1跃迁的 5 80nm橙色发光有激活作用 ,而外加的Mn2 + 对该橙色发光有猝灭作用。Zn2 + 的吸附通过形成单层ZnS壳 ,减少了表面猝灭中心 ,从而使发光强度增加 ,这种表面猝灭中心最有可能是来自表面S2 -孤对电子的悬空键。Mn2 + 的猝灭过程不能用纯粹动态的猝灭过程来描述 ,Mn2 + 本身很可能就是橙光的猝灭中心。考虑到Mn2 + 在颗粒表面上的按泊松分布 ,并假设单个Mn2 + 能 1 0 0 %猝灭Mn2 + 5 80nm发射 ,理论与实验数据很好地符合。通过对猝灭数据的拟合 ,估算出的颗粒尺寸小于用有效质量近似模型算得的 3 .1nm ,分析了可能的原因。     

光学材料 发光材料、荧光材料

O482．31 2005010691 金属离子表面修饰对纳米ZnS:Mn2+溶胶发光性质的影响=Luminescent properties of colloidal ZnS:Mn2+nano- particles:surface modification with metallic ions[刊,中]／陈力(中科院长春光机所激发态物理重点实验室．吉林．长春(130033))．张家骅…∥发光学报．-2004．25(1)．-72- 76 利用胶体化学共沉淀方法制备了纳米ZnS:M,2+乙醇溶胶,观察到Zn2+的引入对内部Mn2+的4T1→6A1跃迁的580 nm橙色发光有激活作用,而外加的Mn2+对该橙色     

金属离子修饰的ZnS/PAMAM纳米复合材料的荧光性能研究

用荧光分光光度法研究了Zn2+,Mn2+,Cd2+,Na+,K+,Ag+,Cu2+和Pb2+等金属离子修饰的ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料的荧光发射性能。结果表明：不同金属离子修饰效果不同。Zn2+,Mn2+和Cd2+修饰后,ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料的荧光发射强度有不同程度提高;Ag+,Cu2+和Pb2+的修饰对荧光有不同程度的猝灭作用;而Na+和K+的修饰对荧光发射无明显影响。与修饰前相比,Cd2+离子修饰的ZnS/PAMAM树形分子纳米复合材料标记的潜指纹发射的蓝色荧光更加明亮,与背景反差更加明显。这对提高潜指纹的显现精度和准确率有很好的借鉴价值。     

过渡金属Co2+离子掺杂ZnS硫化物纳米晶制备与中红外发光特性研究

利用不含有机相的简单水热法制备了Co^2+∶ZnS纳米晶,纳米晶具有立方闪锌矿结构,平均晶粒尺寸约为8.3 nm,在808 nm激光泵浦下具有2~5μm波段的中红外荧光发射,中心波长位于3400 nm和4700 nm,分别对应Co^2+离子的4T2(F)→4 A 1(F)和4T1(F)→4T2(F)的能级跃迁.进一步将制备的纳米晶在还原气氛下进行800℃热处理,获得立方闪锌矿和纤锌矿混合晶型的纳米晶,平均晶粒尺寸增大到22.5 nm左右,热处理后的纳米晶表面羟基含量更低,中红外荧光发射强度显著提高.该Co^2+∶ZnS纳米晶的制备方法简单、在制备过程中不引入有机相等荧光淬灭中心,同时证明通过后热处理过程可以进一步减少表面缺陷及羟基含量,使荧光强度得到大幅提升.     

纳米ZnS基白光发射材料的制备和表征

利用溶胶．凝胶法,通过直接掺杂Mn^2 获得白光发射且操作工艺简单的纳米ZnS：Mn荧光粉,使用XRD、UV、PL及VT-IR等方法研究了ZnS：Mn纳米微粒的粒径、结构及荧光特性。结果表明：ZnS：Mn纳米微粒的平均粒径约为7nm,为闪锌矿晶体结构;所制备样品的荧光发射光谱有强度相当的两个峰,一个是峰值位于480nm的基质发光,另一个是峰值位于590nm的橙色光,样品总体发白光;Mn^2 的掺杂量对ZnS：Mn纳米白光荧光粉发光性能的影响很大;在纳米微粒的形成过程中,聚甲基丙烯酸将该纳米粒子包覆。     

核/壳结构的ZnS:Mn/SiO_2纳米粒子的制备及发光性质研究

采用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米粒子(ZnS∶Mn),然后利用正硅酸乙酯(TEOS)的水解反应对其进行了不同厚度的SiO2无机壳层包覆。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及荧光发射光谱(PL)对样品的结构及光学性质进行了表征和研究。包覆SiO2壳层后,粒子的粒径明显增大并且在ZnS∶Mn纳米粒子表面可以观察到明显的SiO2壳层。XPS测试印证了ZnS∶Mn/SiO2的核壳结构。随着SiO2壳层的增厚,ZnS∶Mn/SiO2的Mn离子的发光先增强后减弱,这是因为SiO2壳层同时具有表面修饰和降低发光中心浓度这两种相反的作用。当壳层厚度(壳与核的物质的量的比)达到5时,发光效果达到最好,其强度达到未包覆样品的7.5倍。     

与掺杂浓度相关的ZnS∶Mn纳米粒子的发光性质

采用溶胶法制备了Mn掺杂的ZnS纳米粒子,探讨了掺杂离子浓度对ZnS∶Mn纳米粒子的晶体结构和发光性质的影响。通过X射线衍射（XRD）对样品的结构进行了表征,结果表明：所制备的ZnS∶Mn纳米粒子为立方闪锌矿结构,其在Mn离子的掺杂浓度达到6%时不发生分相,但随着掺杂浓度的增加,纳米粒子的平均粒径会减小。光致发光光谱和荧光光谱的结果表明：通过改变掺杂离子的浓度可实现对ZnS∶Mn纳米粒子590 nm附近荧光发射波长的调节。此外,研究了温度对纳米粒子形貌和发光性质的影响。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）观察发现,经过50℃陈化1 h后的ZnS∶Mn样品的平均粒径增大约为20 nm,且加热陈化有利于ZnS∶Mn纳米粒子中Mn2＋在590 nm处产生荧光。     

SiO2气凝胶中ZnS∶Mn纳米微晶的发光性质

利用溶胶 凝胶法在SiO2 气凝胶中制得了ZnS∶Mn纳米微晶 ,并对微晶的X射线衍射谱、激发 发射光谱、发光效率、时间分辨光谱进行了研究 ,讨论了发光性质变化的原因。实验表明 ,Mn2 + 在纳米微晶中的发光效率相对于体材料有明显的提高 ,弛豫时间也比在体材料中缩短了约一个数量级     

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。     

表面修饰的ZnS:Mn量子点的发光性质及其对生物分子的检测

采用水热法制备了ZnS:Mn量子点,探讨了掺杂离子浓度对ZnS:Mn量子点的晶体结构和发光性质的影响。通过荧光光谱对样品进行表征。结果表明:掺杂离子的摩尔分数达到2%时,ZnS:Mn量子点在595 nm附近的发光最强;继续增加掺杂浓度反而出现荧光猝灭的现象。本文还研究了表面修饰对量子点形貌和发光性质的影响。通过透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,发现经过3-巯基丙酸(MPA)修饰后的样品表面团聚现象得到改善,并且尺寸单一、单分散性较好,平均粒径约为5 nm。经过修饰后的样品减少了表面非辐射性缺陷中心,使掺杂Mn2+所引起的595 nm附近的发射峰强度增大。将MPA修饰后的ZnS:Mn量子点与牛血清白蛋白(BSA)分子进行生物偶联,并利用BCA法对偶联上的蛋白含量进行定量检测,结果显示经过修饰后的量子点偶联蛋白的能力更强。     

ZnS:Mn2+/聚苯乙烯核壳及ZnS:Mn2+中空球的制备和光谱性质

采用超声化学沉积法制备了ZnS:Mn2+/聚苯乙烯核壳结构和ZnS:Mn2+空心球.产物分别用透射电镜、X射线衍射仪和光致发光谱进行了表征.透射电镜结果表明,在聚苯乙烯胶体微球表面覆盖了平均尺寸为9nm的ZnS:Mn2+纳米颗粒,X射线衍射结果进一步验证了这个结论.将核壳粒子在500℃灼烧除去PS核后,可以得到空心的ZnS:Mn2+微球,Mn2+的发射谱的峰位在540nm,与体相材料相比,蓝移了45nm,这可能是由于壳层结构引起Mn-O八面体畸变,进而导致能带结构变化引起的.     

树形分子包覆的ZnS量子点对潜指纹的荧光标记成像研究

在Zn2+离子与聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子配位的基础上,制备了稳定的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点(quantum dots,QDs),并用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱进行了表征。结果表明,Zn2+离子能与PAMAM树形分子发生配位络合作用,且饱和配位时间为6h;在波长365nm紫外光的激发下,PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点发射出明亮的蓝色荧光,荧光发射峰约位于450nm。最后,将得到的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点纳米复合材料应用于锡纸上潜指纹的荧光标记成像研究,发现指纹可以被清晰识别,呈现明亮的蓝色荧光指纹。     

纳米ZnS∶Mn荧光粉的余辉研究

用无机材料在室温下通过溶胶法制成了纳米ZnS∶Mn荧光粉 ,立方晶形 ,平均粒径为 3nm ,它的橙色发光 (峰值 6 0 8nm ,半宽 75nm)亮度与同晶型 (立方 )的体ZnS∶Mn荧光粉的亮度相同 ,而余辉缩短。在Nd∶YAG四倍频 2 6 6nm脉冲激光激发下 ,仔细对立方纳米、纯立方微米、纯六角微米ZnS∶Mn荧光粉进行了余辉的对比测量。它们的余辉主要遵循指数衰减规律 ,其 1/e余辉时间的结果如下 :(1)纯立方纳米ZnS∶Mn :两个指数衰减 ,余辉时间分别为 186 μs和10 78μs,其幅度比为 4∶1,前者是主要的 ,决定了 1/e余辉时间 ,(2 )纯立方微米体ZnS∶Mn :944 μs,(3)纯六角微米体ZnS∶Mn :1 2ms(还有幅度很小的极长余辉成分 )。结果表明纳米ZnS∶Mn荧光粉的光致发光余辉的确比对应的体材料 (不管是六角还是立方 )都短 ,但余辉仅缩短了几倍 ,而不是五个数量级     

ZnS:Mn2+,Sm3+中Mn2+、Sm3+中心之间能量传递的分时光谱研究

前一阶段我们比较系统地研究了ZnS:Mn2+,Sm3+材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的能量传递。通过测量ZnS:Mn2+、ZnS:Sm3+和ZnS:Mn2+,Sm3+三种材料的发射光谱、激发光谱、选择激发发光光谱,证实了Mn2+中心和Sm3+中心之间存在偶极—偶极相互作用的无辐射能量传递。为了进一步研究Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用及其物理特点,我们又仔细测量了上述三种不同类型材料的分时光谱,这不仅可以更清楚地了解激发停止后Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用,而且有效地解决了Mn2+中心发射光谱和Sm3+中心某些特征光谱线交叠引起的测量发光衰减的困难。     

ZnS掺Mn2+电子结构和光学性质的第一性原理计算

在广义梯度近似下,利用平面波赝势对ZnS(闪锌矿, F-43m)和Mn2+掺杂的ZnS超晶胞的电子态密度、原子间电子云重叠布局数和光学性质等进行了自恰计算。自旋极化的计算结果显示,掺入Mn2+离子后态密度整体向低能方向移动,在禁带中出现了由Mn 3d、Zn3d与S 3p组成的新态。电子云重叠布局分析了掺杂前后价键性质的变化,解释了磁性离子Mn2+导致Zn和S出现不对称的自旋向上和自旋向下态的机理。复介电系数谱图向高能方向迁移,并且在0到2.7eV范围内出现一个新的尖峰,利用晶体场理论和态密度,对改介电峰进行了指认,为研究此类材料光学性质提供了一定理论依据。     

玻璃基质中ZnS纳米晶Mn2+掺杂的两种组态下载流子限域

用融熔法制备了分散有ZnSⅩⅣMn2+纳米晶的钠硼硅(Na2O-B2O2-SiO2)玻璃.对样品在不同温度和时间下进行退火处理,获得不同尺寸的纳米晶.通过激发和发射光谱测量发现样品中的Mn2+有两种组态,即替位组态(Mn2+)替位和间隙组态(Mn2+)间隙.用有效质量模型计算了纳米晶的粒径.结果表明在一些样品中存在着载流子限域即R<Ra.