高电场下ZnS:Cu 复合涂层的电致发光机理

输变电设备安装运行过程中不可避免产生各种绝缘缺陷,将电致发光材料引入绝缘系统,能够直观显示高电场区,进而实现绝缘缺陷的自检测。该文针对ZnS:Cu复合涂层在高电场下的电致发光机制进行研究,利用棒–板结构电极在变压器油与空气中的不同特点,通过发光分布、放电电流与表面电荷等特性的观测,分别考察在无放电和有放电情况下的电致发光特征。结果表明,ZnS:Cu复合涂层的电致发光来源于无放电时的电荷极化发光与高电场下的气体放电诱导发光,其中电荷极化发光分布与电场强度密切相关;放电起始后,气体放电沉积在涂层表面的正负电荷向ZnS:Cu迁移形成激子,进而以辐射跃迁的方式产生发光。实验获得了ZnS:Cu复合涂层的基本发光机制,对在电场分布定性表征与绝缘缺陷自诊断中的应用具有指导意义。

ZnS:Cu^(2+)应力发光薄膜力学性能研究及应用

采用ZnS:Cu^(2+)应力发光粉末与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合制备ZnS:Cu^(2+)-PDMS应力发光薄膜。利用数字图像相关(DIC)方法对ZnS:Cu^(2+)-PDMS应力发光薄膜进行轴向拉伸测试,获得其全场变形、应变分布信息,证实其具有良好的柔弹性形变性能。将ZnS:Cu^(2+)-PDMS应力发光薄膜应用于混凝土断裂监测中。监测结果表明:ZnS:Cu^(2+)-PDMS应力发光薄膜在混凝土裂缝扩展过程中发光效果明显,可以较好地实现混凝土断裂过程的可视化监测。

ZnS:Cu,Pb,Mn红外上转换薄膜的制备及其光谱特性研究

介绍了利用化学溶液沉积法将ZnS:Cu,Pb,Mn材料制成红外上转换薄膜的工艺过程。利用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了薄膜表面形貌,并测试了薄膜的荧光光谱、荧光激发光谱、红外激励发光光谱、红外激励光谱和红外激励发光衰减曲线。测试结果显示:成膜质量良好;薄膜的激发光谱位于450 nm以下的紫外及可见光区域;红外响应光谱范围为700～1500 nm;荧光光谱及红外激励发光光谱上均有位于490 nm和580 nm的峰值;红外激励发光衰减先快后慢,能持续较长时间。

化学合成法制备ZnS∶Cu纳米荧光粉研究

本文介绍一种制备ZnS∶Cu纳米荧光粉的化学合成方法。本方法中 ,通过调节巯基乙酸与甲基丙烯酸的摩尔比 ,可得到不同粒径的纳米荧光粉。用TEM ,XRD和PL谱对所制得的纳米荧光粉进行了表征。

核-壳结构的ZnS∶Cu/ZnS纳米粒子的制备及发光性质研究

制备了核-壳结构的ZnS∶Cu/ZnS纳米粒子以及普通的没有壳的Cu2+掺杂的ZnS纳米粒子,研究了ZnS无机壳层对ZnS∶Cu纳米粒子发光性质的影响。透射电子显微镜、激发光谱和发射光谱的研究表明,后加入的Zn2+离子在已经形成的ZnS核表面生长,形成ZnS壳层;而适当厚度的ZnS壳层可以钝化粒子表面,减少无辐射复合中心的数目,抑制表面态对发光的不利影响,提高ZnS∶Cu纳米粒子中Cu2+离子在450 nm左右的发光强度。

ZnS:Cu纳米颗粒的制备及发光性质

采用水热法制备了Cu离子掺杂的ZnS（ZnS：Cu）纳米颗粒，研究了锌硫比和反应时间对ZnS：Cu纳米颗粒光致发光性质的影响。通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对样品的物相和形貌进行分析表征，发现该方法得到立方闪锌矿结构的球形ZnS：Cu纳米晶，粒径在1～6nm之间。室温下，用350nm波长的紫外光激发ZnS：Cu纳米粒子，可以得到归属于浅施主能级与铜t2能级之间的跃迁产生的绿色发光，发光强度随锌硫比的增大和反应时间的延长先增强后减弱，发射峰位随锌硫比和反应时间的变化有一定移动。认为浅施主能级为与硫空位有关的能级，锌硫比和反应时间对硫空位的数量和能级位置有一定影响。

电子俘获材料ZnS:Cu,Pb,Mn发光机理研究

对电子俘获材料ZnS:Cu,Pb,Mn作了XRD分析,并测试了材料的荧光谱、荧光激发谱、红外激励发光谱、红外激励谱、荧光余辉衰减曲线等光谱特性。结果显示:材料为六方晶系ZnS单相;可受460nm以下的紫外及可见光激发;红外响应范围为(700—1600)nm;荧光和红外激励发光的峰值波长在490nm和580nm。根据光谱特性对ZnS:Cu,Pb,Mn的上转换发光机理进行了探讨,提出了ZnS:Cu,Pb,Mn的上转换发光机理能级模型,并结合模型对材料的激发和激励过程作了具体的分析。

水热法合成高发光强度ZnS：Cu，Al纳米荧光粉研究

采用水热法直接合成了高发光强度的ZnS∶Cu,Al纳米荧光粉。XRD和TEM测试结果表明,合成纳米晶为纯立方相结构,球形纳米晶尺寸约15nm,尺寸分布窄,分散性好。首次系统地研究了不同[S2-]/[Zn2+]和[Al3+]/[Cu2+]比值对清洗样品和不清洗样品的光致发光(PL)光谱的影响。实验结果表明,激活剂浓度不变而改变[S2-]/[Zn2+]摩尔比时,发光强度显著变化,同时未清洗样品的PL强度均比清洗样品的强,且未清洗样品强度增强的比值在低的[S2+]/[Zn2+]时更显著。这说明其发光机理为紫外光激发材料表面的发光中心,即PL强度决定于纳米材料的表面态,此外掺杂的激活剂摩尔比同样对PL光谱有影响。在我们的实验中,用343nm紫外光激发时,n[S2-]∶n[Zn2+]=3,n[Al3+]∶n[Cu2+]=2时未清洗样品的发光最强,此时于室内照明条件下可观察到明亮的绿光。

Cu^+浓度对ZnS:Cu电致发光材料热释光曲线的影响

以ZnS为基质材料,分别掺入0.05%,0.10%,0.15%,0.20%,0.25%浓度的Cu+作为激活剂,制得5个ZnS:Cu电致发光材料样品。通过对样品材料热释光曲线的分析和电致发光亮度的测量,得出结论:当Cu+的浓度含量过高,虽然发光中心数目增加,但热释光曲线的强度降低。当Cu+掺入浓度为0.15%时,ZnS:Cu电致发光材料的热释光曲线峰值最大,发光亮度最高。

ZnS:Cu电致发光薄膜的交流电压传感特性

实验研究了ZnS:Cu电致发光薄膜材料的交流电压传感特性。将被测交流电压直接施加于电致发光薄膜样品,通过测量样品的发光亮度与外加电压之间的关系实现了电压测量。在25℃室温条件下,实验测量了有效值为50V至350V的工频交流电压,发现样品的发光亮度与被测电压有效值之间具有较好的线性关系,实验数据的非线性误差低于2.8%;实验研究了样品的发光亮度、发光阈值电压以及击穿电压与被测电压频率之间的相关性。结果表明,该电致发光薄膜样品的发光亮度随被测电压频率变化关系曲线存在极大值,发光阈值电压和击穿电压均随被测电压频率的增加而降低。

ZnS∶Cu粉末交流电致发光器件特性研究

以商用ZnS∶Cu交流电致发光粉作为发光层,以ITO作为电极制作了粉末交流电致发光器件。以交流脉冲方波为驱动电压,详细研究了外加电压的幅值,频率以及脉宽对其发光频谱及亮度的影响。实验结果表明当电压小于200 V,发光亮度随着电压的升高而缓慢增强,当电压大于200 V,随着电压的升高亮度准线性增强。随着驱动频率的增大,发光光谱的中心波长发生蓝移,从100 Hz时的504 nm(绿光)到100 kHz时的450 nm(蓝光),发光亮度随频率增加先快速增强然后逐渐趋于饱和,达到一个极值后开始减小。随着脉宽的增大,发光亮度线性增强。另外文章中对驱动频率影响发光光谱的原因进行了深入分析,这对进一步研究ZnS∶Cu交流电致发光粉的发光机理有着重要的作用。

溶剂热法制备ZnS:Cu及其光学性质

采用溶剂热法,在表面活性剂十六烷三甲基溴化铵(CTAB)的作用下,制备了ZnS:Cu荧光粉体。分别考察了表面活性剂的用量、锌硫比、及Cu2+掺杂量对荧光粉晶型和发光性质的影响。通过X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光分光光度计(PL)对合成的ZnS:Cu进行表征。结果表明,随着锌硫比的减少,衍射峰强度增大,结晶度增强,而其他条件的改变对ZnS晶型无明显影响。表面活性剂的用量、锌硫比、及Cu2+掺杂量对发光强度都有一定的影响。随着锌硫比的增大,发射峰强度有所增强且出现明显的蓝移,随着Cu2+掺杂量的增大,发光强度先增大后减小,当Cu2+掺杂量为0.2%(物质的量分数)时发光效果最好。随着表面活性剂用量的增加,发光强度先有明显的增强,随后又逐渐减弱,并且在n(Zn)∶n(CTAB)=100∶2时达到最强。

基于热释光谱的ZnS:Cu,Pb,Mn材料陷阱深度研究

利用热释光计量仪测得ZnS:Cu,Pb,Mn样品的热释光谱,以Gauss函数拟合的方式,对样品的热释光谱进行分析。并依据热释光动力学原理和Chen的峰形法,分别计算出各分峰谱线的陷阱深度E和频率因子s的具体数值。结果表明,ZnS:Cu,Pb,Mn材料中存在4个电子陷阱,E和s的值分别为:0.7969 eV、1.0745 eV、1.3999 eV、1.6593 eV;1.3800×1011 s-1、1.0385×1014 s-1、2.3186×1017 s-1、3.2718×1019 s-1。此计算结果与材料红外激励谱得到的结果基本一致,对进一步研究ZnS:Cu,Pb,Mn材料的发光机理及其微观过程提供了依据。

核壳结构型ZnS包覆ZnS：Cu的合成及其发光性能研究

利用液相化学方法并添加有机表面活性剂合成了ZnS：Cu／ZnS核壳结构，X射线衍射表明，所合成的ZnS具有闪锌矿结构，随着ZnS包覆量的增加，核壳结构尺寸增大并在紫外-可见光谱图中的吸收峰出现红移，荧光光谱中，该纳米材料在510nm处出现荧光发射峰，主要是由于Cu2＋在t2能级上的复合跃迁。作为表面钝化层，ZnS的包覆有效地降低了晶体中Cu2＋的无辐射复合，并明显改善了znS：Cu的发光强度和发光寿命。

ZnS和ZnS:Cu无机紫外荧光材料的制备及其在汗潜手印显现中的应用

目的制备荧光强度高、客体适用性广、显现效果优良且合成方法简单的ZnS及ZnS:Cu无机紫外荧光材料,并将其用于汗潜手印的显现。方法通过一步溶液反应共沉淀法制备ZnS无机紫外荧光材料,并在ZnS材料中加入Cu^2+得到ZnS:Cu以改善荧光性质,将其应用于普通客体(白色捺印纸、载玻片、铁架台、乳白色花纹瓷砖表面、磨砂化学实验台面、不锈钢表面)和复杂客体(拼色花纹瓷砖、农夫山泉塑料标签和杂志封面铜版纸)上汗潜手印的显现,并与传统荧光粉末显现效果进行对比。结果ZnS材料具有荧光性,并且在ZnS材料中掺杂Cu^2+后得到的ZnS:Cu材料荧光强度增强,荧光光谱范围变广,稳定性提升。显现汗潜手印时,适用客体范围更广,并且可通过调节激发光的波长呈现不同的显现效果。结论通过在无机荧光材料ZnS中掺杂Cu^2+可改善材料的荧光范围,从而得到适用于不同客体上汗潜手印显现且效果更好的ZnS:Cu无机紫外荧光材料。

双掺杂核壳结构ZnS:Mn@ZnS:Cu量子点的水热法合成及其光致发光性能

以巯基丙酸为稳定剂,水热法合成了分别用Mn和Cu双掺杂、核壳结构的新型量子点(ZnS:Mn@ZnS:Cu)。工作中,分别考察了原料配比、反应温度、反应时间、pH值、核壳比例和掺杂量对ZnS:Mn@ZnS:Cu光致发光性能的影响,用扫描隧道显微镜、X射线粉末衍射等手段表征了ZnS:Mn@ZnS:Cu的形貌与结构,用荧光等光谱方法研究了其性能。结果表明,ZnS:Mn@ZnS:Cu量子点性能稳定,其荧光、磷光和热稳定性等性能明显优于单掺杂的ZnS:Mn量子点。

ZnS:Cu发光粉的包覆研究进展

综述了国内外对ZnS:Cu发光粉包覆的研究进展,阐述了国外包覆发光粉所采用流态化化学气相淀积(CVD)法,因其包覆均匀性好而成为包覆发光粉所采用的主要方法,并对该方法中粉体流态化的过程、特征及其内因等进行了探讨,为国内开展流态化CVD包覆发光粉的研究提出了一些建议.

ZnS∶Cu-罗丹明B的荧光共振能量转移性质

为了解决现有的基于量子点荧光共振能量转移体系的生物毒性问题,选用无毒的ZnS∶Cu量子点与罗丹明B构建新型荧光共振能量转移体系。通过共沉淀法成功制备了形貌均一的ZnS∶Cu纳米晶量子点。在此基础上,测试了不同掺杂浓度的ZnS∶Cu量子点及罗丹明B的荧光光谱。然后,通过对ZnS∶Cu量子点的表面修饰构建了以ZnS∶Cu量子点为供体、罗丹明B为受体的荧光共振能量转移体系。实验结果表明:ZnS∶2%Cu量子点的发光光谱与罗丹明B的吸收光谱在481 nm处有较大重合,说明构建荧光共振能量转移的最佳铜掺杂摩尔分数为2%。通过计算发现以ZnS∶2%Cu量子点为供体、罗丹明B为受体的荧光共振能量转移体系的能量转移效率为25.8%。进一步实验结果表明,罗丹明B浓度也能够影响能量转移。

ZnS:Cu力致荧光薄膜在冲击压力作用下的光学响应规律及应用

力致荧光材料因具有发光亮度强、力致响应灵敏度高、稳定性良好以及无需外加电压或紫外光照射激活等特性而被广泛应用于应力传感、应力记录等领域。然而,国内外对力致荧光材料的动态冲击特性鲜有研究。通过高温固相烧结法制备了ZnS:Cu粉末,并利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对其进行了表征。结果表明,ZnS:Cu粉末晶体具有纤锌矿结构,平均颗粒大小约为20μm。然后,通过ZnS:Cu粉末与水玻璃的混合物在靶板上涂覆形成约50μm的力致荧光薄膜。此外,通过轻气炮平板撞击实验,得到ZnS:Cu力致荧光薄膜的输出电压信号与冲击压力呈线性关系,与理论分析结果一致。最后,提出了两种基于力致荧光薄膜的测试方法:多点冲击压力测试方法和冲击波到达时间测试方法。其中,多点冲击压力测试方法可用于微小尺度以及大尺度炸药装药爆轰压力分布式测量,冲击波到达时间测试方法可用于冲击波速度和冲击波波阵面形状等参数的测量。

^(147)Pm激发的ZnS∶Cu,Cl发光粉的研究

以高纯ZnS粉末为基质,采用高温转相、扩散,以及表面涂敷工艺,制得了147Pm激发的ZnS∶Cu,Cl发光粉。分析了ZnS∶Cu,Cl的晶体结构,测量了ZnS∶Cu,Cl的激发光谱、发射光谱、发光亮度。其晶体结构主要是六方纤锌矿型结构,激发光谱峰值波长为341nm,发射光谱峰值波长为513nm,初始发光亮度达到312mcd/m2。由激发光谱的峰值波长341nm推算得到六方ZnS晶体的禁带宽度为3.64eV。分析了147Pm激发的ZnS∶Cu,Cl发光粉的发光寿命,其发光寿命达到5年以上。还探讨了该放射性发光粉的发光机理。147Pm激发的ZnS∶Cu,Cl的稳定发光,实际上是激发过程与复合过程的准平衡。ZnS∶Cu,Cl的绿色发光来源于深施主-深受主对的复合发射。实验结果的分析表明,ZnS∶Cu,Cl中深施主-深受主之间的能级间隔约为2.42eV。