核壳结构掺杂zns纳米颗粒团簇的制备与光谱学性能研究

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1、蕉壹箜塑鳌壅圣坠量麴鲞塑整匿筮数剑叠鱼羞遭堂：些丝熟塞⑧论文作者签名：一塑起指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4．评阅人5：答辩委员会主席：丢选蛆熬拯逝江太堂委员1：墨自l旦塾援逝江盘堂委员2：赵壶逮一麴拯逝江太堂委员3：蔓庭壬到熬．援堂江．盘堂委员4：筮扈蕉副熬援逝江太堂霉员5：Author’ssignature：lUlIIIllllllUlIlllUllUlY2558876Supervisor’ssignature：ExternalReviewer1：Y№g№鱼墨墨Q!一圣h虹i垦磐卫坠iy星!墨煎YH：L：鱼曼里艘鱼§墨Q!￡垣坠量』i!i垒坠g堕坠i塑

2、!墨i盟ExammingCommitteeChairperson：ExammingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：丛塑hZ，2Q!垒堡墨业唑浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：翳艳签字日期：刀J够年弓月／7r日学位论文版权使用授权书本学

3、位论文作者完全了解浙江大学有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堂姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：潞艳签字日期：砌f弘年亏月p-f日月肜日摘要摘要掺杂型ZnS纳米材料是一种重要的半导体纳米发光材料，具有许多优异的光电性能，在发光二极管(LEDs)，平板显示，近红外窗口，传感器，激光器和生物标记等领域具有重大和潜在的应用前景。纳米发光材料由于存在大量的表面态而引起荧光猝灭，通过表面修饰(修饰剂

4、包或核壳结构)可以有效改善纳米颗粒的发光性能。本论文研究制备了不同表面修饰剂包覆的ZnS及其掺杂纳米颗粒，不同核壳结构的Mn掺杂ZnS(ZnS：Mn)纳米颗粒团簇及Cu掺杂ZnS(ZnS：Cu)纳米颗粒团簇，应用X射线粉末衍射(XI①)、透射电镜(TEM)、漫反射光谱(DRS)及光致发光谱(PL)等测试手段，研究了样品的物相、微观形貌和发光性能。主要研究结果如下：(1)以ODA为修饰剂制备了ZnS、ZnS：Mn和ZnS：Cu纳米颗粒，颗粒分散较均匀，没有明显团聚。ZnS纳米颗粒发射的423nm左右蓝光源自于电子由浅施主能级向由Zn空位形成的深受主能级跃迁辐射；ZnS：Cu纳米颗粒

5、发射绿色发光带，表明Cu2+已经进入NZnS基质中；而ZnS：Mn纳米颗粒仅产生与ZnS基质相关的蓝色发光带，没有观察到与Mn2+离子相关的橙色发光。(2)合成过程中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、三聚磷酸钠(STPP)、3．巯基丙酸(MPA)和巯基乙酸(TGA)等表面修饰剂的引入无法制备单分散的ZnS纳米颗粒，只是形成了ZnS纳米颗粒的团聚体，ZnS纳米颗粒团聚体发射与缺陷(S空位或Zn空位)相关的蓝光。(3)采用共沉淀法制备了三种不同结构的Mn掺杂ZnS纳米颗粒团簇：①无壳层结构的ZnS：Mn；@Zn／ZnS：Mn核壳结构；@ZnS：Mn／ZnS核

6、壳结构。在这三种纳米团簇中，相同掺杂浓度时，ZnS／ZnS：Mn核壳结构的发光强度最高，其原因是在ZnS／ZnS：Mn核壳结构中，敏化剂(ZnS)和激活剂(Mn2+)分别局限于核与壳层中，并且在合适的平均路径距离里，S空位可以作为迁移媒介来传递能量，使其具有最高的能量传递效率和最强的Mn2+离子相关的橙光发射。(4)采用共沉淀法制备了由3．5nlTl的纳米颗粒形成的Cu掺杂ZnS纳米颗粒团簇。在无壳层的ZnS：Cu纳米颗粒团簇中，随着Cu离子浓度的增加，发射带向低能量方向移动，且在575nnl附近出现了一个相对较弱的发射肩峰。ZnS：Cu／ZnS核壳结构纳米颗粒团簇中，随着Cu2

7、+离子浓度的增加，发射带也有向低能量方向移动的趋势，但是与ZnS：Cu纳米颗粒团簇相比，发射带红移的比较缓慢。ZnS／ZnS：Cu核壳结构纳米颗粒团簇中，随着Cu2+离子浓度增加，发射带变宽并向绿光发射带移动。关键词：核壳结构；纳米颗粒团簇；ZnS：Mn；ZnS：Cu；发光浙江大学硕士学位论文IIAbstractAsallImportanttypeofsemiconductorluminescentmaterial，dopedZnSnanoparticleswithmanyexc