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1、2010年第4期九江学院学报(自然科学版)(总第91期)No4,2010JournalofjiujiangUniversity(naturalsciences)(SumNo91)*稀土发光纳米材料发光特性的研究进展1222郭艳艳吴杏华王殿元王庆凯(1九江学院机械与材料工程学院;2九江学院理学院江西九江332005)关键词:稀土;发光;纳米材料;表面界面效应;小尺寸效应中图分类号:O48231文献标识码:A文章编号:1674-9545(2010)04-0105-(04)稀土发光纳米材料是指颗粒尺寸在1~100nm的
2、稀土象称为蓝移,光谱峰值向长波长方向移动的现象称为红离子掺杂发光材料。纳米颗粒具有尺寸小、比表面积大、移。对于电荷迁移带(CTB)的移动,不同文献的描述十[6]3+[7]表面能高、表面原子所占比例大等特点,因而表现出小尺分矛盾。张吉林等在纳米LaPO4!Eu中、Yoo等和[8]3+寸效应、表面/界面效应、量子尺寸效应、量子限域效应庄卫东等在纳米YO!Eu中均发现CTB红移,然而23等。受这些特性的影响,稀土发光纳米材料表现出许多不[9]3+吴春芳等在GdPO4!Eu纳米棒中观察到CTB蓝移,张同于体相材料的物理和化学特性,从而影响了稀土掺杂离思远等[10]在纳米YOS
3、!Eu3+中也观察到CTB蓝移,并22子的发光特性和发光动力学性质,如电荷迁移带、发射光通过计算认为与质心移动、晶场劈裂有关。吕少哲等[11]谱、发光效率和强度、荧光寿命、能量传递速率、浓度猝在纳米YSiO!Eu3+中发现CTB位置与监测的发射波长227灭和温度猝灭、光诱导发光等。有关,且不同波长紫外(UV)光激发时发射光谱相对强稀土发光纳米材料在多个领域展示出诱人的应用前度存在显著变化,他们认为是Eu3+离子在基质中局域环景。例如:纳米级稀土荧光粉能够显著改善涂屏的均匀[12]境不同造成的。更有趣的是,张家骅等在纳米Lu2O3!性,作为等离子显示屏(PDP)三基色荧
4、光粉,有助于提Eu3+中研究发现纳米晶内部Eu3+离子表现出CTB蓝移是高清晰度和分辨率[1]。当稀土发光纳米颗粒小至50nm时,3+因为粒径限域效应,而表面Eu离子表现出CTB红移是可穿透狭窄的细胞壁进入人体组织,在特定光源照射下,因为表面晶格畸变。[2]可以清楚地探测到小亮点如何进入到病变组织。透22发射光谱变化与体相材料相比,稀土发光纳米材料明激光陶瓷是近年来蓬勃发展起来的一种新型激光材料,的发射光谱存在谱线宽化和峰值移动、出现新发光峰、荧[13]3+以高质量的稀土发光纳米晶粒为原料,无需高能球磨,可光分支比变化等现象。姚罡等在纳米Y2O3!Eu中,以直接
5、成型和烧结,而且可显著降低成型压力和烧结温度发现粒径从44nm减小至12nm时发射主峰从613nm蓝移[3]及保温时间。白光LED被誉为21世纪绿色照明光源,至6129nm,但比体材料发射均表现为红移,YooHS[7]3+是最具发展前景的领域之一。若以纳米级稀土荧光粉替代等发现Eu红光与橙光之比随着粒径减小而变小,然而宋宏伟等[14]在同一体系中却发现截然相反的结果。对普通微米级荧光粉,可以降低光散射,提高LED出光效率[4]于体相YBO!Eu3+,发光主峰为591nm橙色发光,对应10~20%,并能有效改善光色质量。另外,稀土发光纳33+57[15]3+米材料
6、还可用于太阳能电池、防伪隐形油墨等领域。于Eu离子DF跃迁,宋宏伟等在YBO!Eu纳013历经十多年的研究,国内外专家已经在稀土发光纳米米管、纳米线中发现仍是橙色发光为主,然而YadavRS[5][16][17]3+材料中揭示出很多不同于体相材料的特殊属性。特别是等和严纯华等在纳米YBO3!Eu中发现发射谱以57近两年,对稀土发光纳米晶的发光特性研究掀起了一个新红光为主(对应于D0F2跃迁)。非常有趣的是,王育的高潮,本文将以掺杂Eu3+离子的稀土发光纳米材料为华等人[18]在水热法合成的纳米YBO!Eu3+中发现UV光3例,着重介绍近几年来取得的研究进展,同
7、时对未来的发激发时以592nm橙色光发射为主,强度随粒径减小而减展趋势进行了展望。小,而在真空紫外(VUV)光激发下以611nm红光发射为1稀土发光纳米材料的发光特性主,强度随粒径减小而增大。11电荷迁移带的移动光谱峰值向短波长方向移动的现当颗粒尺寸小至5nm时,表面原子占总原子数的比例*基金项目:国家自然科学基金(51062008)和江西省教育厅青年科学基金资助(GJJ09601)收稿日期:2010-06-13通讯作者:郭艳艳,wangdy@ustcedu∀106∀九江学院学报(自然科学版)2010年第4期可达40%
