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《稀土掺杂复合氟化物纳米晶的制备和发光特性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2006年12月湛江师范学院学报Dec1,2006第27卷第6期JOURNALOFZHANJIANGNORMALCOLLEGEVol127No16稀土掺杂复合氟化物纳米晶的制备和发光特性朱国贤,莫凤珊(湛江师范学院化学科学与技术学院,广东湛江524048)摘要:综述了纳米发光材料的发展现状,着重阐述了稀土掺杂复合氟化物纳米晶的制备和荧光性质,并对这一新兴领域进一步的研究工作作了展望.关键词:稀土;纳米晶;复合氟化物;光谱中图分类号:O614.33文献标识码:A文章编号:1006-4702(2006)06-0051-04-9纳米材料是指晶
2、粒尺寸为纳米级(10m)的超细材料.它的微粒尺寸一般为1~100nm.由于纳米微粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性.因此纳米微粒在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷[1]增韧等方面有广阔的应用前景.纳米发光材料是指基质的粒子尺寸在1~100nm的发光材料,它包括纯的纳米半导体发光材料以及稀土离子和过渡金属离子掺杂的纳米氧化物、硫化物、复合氧化物和各种无机盐发光材料.受纳米结构特性的影响,纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化
3、学特性,从而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学[2]性质,如光谱和荧光性能、激发态寿命、能量传递、发光量子效应和浓度猝灭等性质.在过去50年中,人们对发光材料已进行了大量的研究工作,其中大部分工作是围绕着寻找新材料,以致希望在今后一段时间内能找到量子产率、光谱能量分布等性质都会明显优于已有磷光体的新材料.而关于材料的微观结构对它们发光性质影响方面的研究却相对很少,特别是材料的颗粒尺寸在纳米尺寸范围内.另外,胶体化学方面,特别是在Ò~Ô族硫属化合物方面的研究取得了重要进展,这对于研究纳米发光材料也是十分有利的因素.因此,目前研究工作的重
4、点开始着重于材料的微观结构对它们发光性质的影响.其中,半导体纳米发光材料受到人们极大的重视,已经进行了大量的研究工作并取得了很大进展,而掺杂特别是稀土离子掺杂纳米发光材料的研[3]究在最近10年才出现了相关报导.我国具有世界上最丰富的稀土资源,并具有我国特有的以钆族稀土为主的离子吸附型矿,然而,稀土新材料的开发和应用与发达国家相比,还存在一定的差距.因此,利用我国稀土资源优势,结合纳米技术做出创新性的稀土纳米发光新材料更具有现实意义.本文将简单介绍近几年来我们在稀土掺杂的复合氟化物基质的发光材料制备和荧光性能方面的一些工作结果.1稀土掺
5、杂复合氟化物纳米晶的必要性无机固体氟化物离子性强,声子能量低,电子云扩展效应小,能用于光能储存、传递、转换和放大,作为功能材料而受到广泛关注.由于复合氟化物具有良好的光学均匀性和热稳定性,熔点低、各向同性、光学透明度[4]高,容易实现各种不同价态离子的掺杂,因此,它是理想的光学功能材料的基质.近年来,将稀土元素掺入收稿日期:2006-10-10基金项目:湛江师范学院科学研究基金资助项目(L0410).作者简介:朱国贤(1965)),男,广东五华人,湛江师范学院讲师,从事稀土发光材料研究.52湛江师范学院学报(自然科学)第27卷[5~8]
6、钙钛矿型结构复合氟化物晶体作为激光材料的研究特别引人关注.然而,由于氧的存在使氟化物的应用[9][10]受到了阻碍.氧是氟化物的重要杂质,控制氟化物中的氧含量,寻找氟化物的低氧合成方法,是氟化学领域的一个重要课题.解决这些问题最好的方式就是制备纳米复合材料以致能严格地控制复合氟化物体系[11]中的氧含量.2稀土掺杂复合氟化物纳米晶的制备方法[12~14][15]钙钛矿结构复合氟化物通常采用高温固相法或高温高压水热法合成,但高温固相法存在反应条[16~18]件苛刻、污染环境及产物含氧量高等缺点,而且高温高压水热合成法需要特殊的设备.冯守华
7、等采用中温(120e~240e)水热合成方法合成出具有物相纯、结晶好、含氧量低等优点的系列复合氟化物,从而使复合氟化物的合成可在环境友好的状态下进行.这些合成手段主要解决两个问题:(1)获得尽可能小的纳米微粒以使材料充分显现纳米尺度对材料结构及性能的影响;(2)对纳米微粒粒径进行控制,制备出一系不同粒径的纳米微粒,以了解粒径变化与材料性能的关系.结合我们课题组研究工作,本文着重介绍水热合成法、溶剂热法和微乳液法合成稀士掺杂复合氟化物纳米晶.2.1水热法水热合成法是在高温高压条件下,以水溶液或水蒸汽等流体作为反应体系来进行有关化学反应(水
8、热反应)来合成超微粉的一种方法.通过水热法可以制备出纯度高、晶型好、单分散以及大小可控的纳米颗粒.该[19]法合成温度低,条件温和,产物缺陷不明显,体系稳定.但所制备的产物发光强度较弱,有待改善.李等2+用
