变价过渡金属离子掺杂的ZnS纳米晶荧光特性研究

【作者】 杨萍； 吕孟凯； 许东； 袁多荣； 宋春风； 潘梅； 刘久荣；

【机构】 山东大学晶体材料国家重点实验室；

【摘要】 首先利用化学手段得到某些变价离子的水溶液(Cu⁺,Co³⁺,Ti³⁺),利用化学共沉淀法直接合成不同变价离子(Cu⁺、Cu²⁺,Fe²⁺、Fe³⁺,Ti³⁺、Ti⁴⁺,Co²⁺、Co³⁺)掺杂的ZnS纳米晶,S^2-由硫代乙酰胺（TAA）热分解产生。通过控制实验参数可得到球形、窄粒度分布、少团聚的纳米粉。用XRD分析其晶格结构（闪锌矿型）并估算其平均粒度（2～3nm）。XRD图谱中并未显示掺杂剂的特征峰。用XPS确定变价元素的存在。用HITACHI M-850型荧光分析仪测定其激发和发射光谱。结果显示,不同变价离子虽然仅有一个电子的差异,但掺杂后的荧光效应则明显不同。如,Co³⁺为荧光猝灭剂,而Co²⁺则使荧光效率显著提高。Cu⁺和Cu²⁺都使发射光谱红移、荧光强度降低,但两者的发射光谱有明显的区别。变价过渡金属离子掺杂于ZnS纳米晶中,不仅产生了一系列有趣的发光现象,而且也说明了掺杂纳米发光材料作用机理的复杂性。掺杂纳米发光材料的作用机理明显不同于体材料。更多还原