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1、2010年2月吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)№.1第1期JournalofJilinNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Feb.20102+ZnS:Mn納米棒的結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能研究1,231113劉洋,曹建,馮博,楊艷婷,楊景海(1.吉林師范大學(xué)物理學(xué)院,吉林四平136000;2.江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江212013;3.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,吉林長春130033)2+摘要:利用一步溶劑熱的方法合成六角結(jié)構(gòu)的ZnS以及ZnS:
2、Mn納米棒.通過XRD,SEM,PL,UV2VIS等測試手段對樣品結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行表征.結(jié)果表明所合成的納米棒尺寸在10～15nm.錳的發(fā)射峰(4T126A1躍遷)位在589nm.2+關(guān)鍵詞:溶劑熱;ZnS:Mn;光致發(fā)光中圖分類號:TN3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674238732(2010)0120013203的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率,可以作為重要的光電子器件材0引言料.但稀土離子的離子半徑較大,和通常的氧化物或溶劑熱法是在水熱法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,指硫化物有較大差別,因此要實(shí)現(xiàn)有效的摻雜較困難.
3、密閉體系如高壓釜內(nèi),以有機(jī)物或非水溶媒為溶劑,本文利用溶劑熱法在乙二胺和水的混合溶劑中合成2+在一定的溫度和溶液的自生壓力下,原始混合物進(jìn)了六角結(jié)構(gòu)的的ZnS:Mn納米棒并對其結(jié)構(gòu)和光行反應(yīng)的一種合成方法.我們利用溶劑熱的方法在學(xué)性能進(jìn)行研究.2+低溫合成了六角結(jié)構(gòu)的ZnS以及ZnS:Mn納米棒,1實(shí)驗(yàn)并對其光學(xué)性能進(jìn)行研究.一維的半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu),例如納米棒,納米線,1.1樣品合成納米帶等,具有二維限域的結(jié)構(gòu),在紫外發(fā)光二級我們利用硝酸鋅,硝酸錳,硫脲為原料,乙二胺管,平板顯示器,電致發(fā)光器件以
4、及紅外窗口等方面和水為溶劑,在180℃的溫度下反應(yīng)12h合成了直[123]起著重要的作用.摻雜型一維半導(dǎo)體指的是在單徑在2～10nm范圍的納米棒.具體的合成過程見我[8]純的半導(dǎo)體內(nèi)部引入過渡金屬離子或稀土離子雜質(zhì)們以前的研究工作.形成的復(fù)合型半導(dǎo)體材料,通常引入的雜質(zhì)離子是1.2樣品測試少量或微量的,一般不改變母體半導(dǎo)體的晶體結(jié)構(gòu).采用日本理學(xué)D/max22500/PC型轉(zhuǎn)靶X射線衍摻雜進(jìn)入母體半導(dǎo)體晶格的雜質(zhì)離子會產(chǎn)生新的電射儀進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究,測量時(shí)角度范圍為20°～80°,步子能級或?qū)δ阁w的
5、電子能級產(chǎn)生微擾,形成新的電長0.02°,停留時(shí)間為0.2s,Cu靶,管流200mA,管子-空穴復(fù)合中心,從而使摻雜型半導(dǎo)體具有全新壓40kV.采用英國Reinshaw公司生產(chǎn)的共聚焦顯微的光學(xué)性質(zhì).大多數(shù)的摻雜型半導(dǎo)體都具有較強(qiáng)的拉曼2熒光光譜儀(He2Cd激光器,波長325nm)和日熒光發(fā)射,是重要的磷光體材料,在顯示器件中有廣本島津公司生產(chǎn)的UV23101PC型紫外可見近紅外分泛的應(yīng)用.目前大部分研究工作集中于Mn摻雜Ⅱ2光光度計(jì)對樣品的發(fā)光特性進(jìn)行研究.利用日本理Ⅵ族半導(dǎo)體納米粒子上,其
6、余關(guān)于Ag、Cu、Co和稀學(xué)S2570型掃描電子顯微鏡對樣品的形貌進(jìn)行分[427]土離子摻雜的研究也有報(bào)道.稀土離子摻雜半導(dǎo)析.體納米晶的研究也是人們較關(guān)注的方向,由于稀土3+2+3+2+2結(jié)果與討論離子如Tb、Sm、Eu/Eu等具有較豐富的能級2+結(jié)構(gòu),往往能發(fā)射多種顏色的熒光,尤其是具有較高圖1為ZnS和ZnS:Mn(1%)納米棒的X射線收稿日期:2009212222基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(60878039),四平市科技局項(xiàng)目(四科合字第2008012號)第一作者簡介:劉洋(1980
7、2),男,吉林省四平市人,現(xiàn)為吉林師范大學(xué)物理學(xué)院講師,在讀博士.研究方向:磁性材料.3通訊作者:楊景海(19602),男,吉林省東豐縣人,教授,博士生導(dǎo)師.研究方向:半導(dǎo)體材料的制備、表征及光學(xué)性能研究.·13·電子衍射圖,從圖中可以看出所合成出來的納米棒為六角結(jié)構(gòu).我們并沒有發(fā)現(xiàn)與錳有關(guān)的化合物的存在,這不僅排除了雜相存在的可能性,同時(shí)也說明錳離子摻雜進(jìn)入了硫化鋅的晶格當(dāng)中.(a)ZnS(b)ZnS:Mn2+(1%)納米棒圖3樣品的紫外可見吸收譜圖中可以看到錳的黃光發(fā)射(586nm).Soo
8、klal等[9]人曾對不同錳離子的摻雜位置的發(fā)射譜圖進(jìn)行過(a)ZnS(b)ZnS:Mn2+(1%)納米棒研究,他們發(fā)現(xiàn)如果錳離子摻雜到硫化鋅的晶格中,圖1樣品的X射線電子衍射圖那么就會發(fā)現(xiàn)錳的黃光發(fā)射,如果錳離子分散在硫圖2為Zn0.99Mn0.01S納米棒的掃描電鏡圖.從化鋅的表面,只能觀察到紫外區(qū)域的發(fā)射.和我們的圖中可以看出,Zn0.99Mn0.01S的直徑為10～15nm,棒實(shí)驗(yàn)結(jié)果作比較,說明錳離子取代了鋅離子摻雜到的表面光滑,結(jié)晶程度好.了硫化鋅的晶格中.這個結(jié)果也與前面的XRD測
