核/壳结构的ZnS:Mn/SiO_2纳米粒子的制备及发光性质研究

采用溶剂热法制备了Mn离子掺杂的ZnS纳米粒子(ZnS∶Mn),然后利用正硅酸乙酯(TEOS)的水解反应对其进行了不同厚度的SiO2无机壳层包覆。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及荧光发射光谱(PL)对样品的结构及光学性质进行了表征和研究。包覆SiO2壳层后,粒子的粒径明显增大并且在ZnS∶Mn纳米粒子表面可以观察到明显的SiO2壳层。XPS测试印证了ZnS∶Mn/SiO2的核壳结构。随着SiO2壳层的增厚,ZnS∶Mn/SiO2的Mn离子的发光先增强后减弱,这是因为SiO2壳层同时具有表面修饰和降低发光中心浓度这两种相反的作用。当壳层厚度(壳与核的物质的量的比)达到5时,发光效果达到最好,其强度达到未包覆样品的7.5倍。

ZnS∶Mn/SiO_2量子点的表面聚乙烯吡咯烷酮修饰及其应用于海水中铅离子检测

制备了二氧化硅壳层修饰的ZnS∶Mn量子点,基于聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与二氧化硅表面硅羟基的作用,在纳米复合微粒表面进行了PVP的修饰,得到了在海水中荧光性能及胶体稳定性良好的ZnS∶Mn/SiO2/PVP量子点。在Pb2+对所制备纳米微粒具有荧光猝灭效应的基础上,建立了用ZnS∶Mn/SiO2/PVP量子点作为荧光探针检测海水中微量铅离子的新方法。研究表明,量子点浓度为10-3mol/L时,海水中离子浓度在10~100μmol/L范围内与ZnS∶Mn/SiO2/PVP量子点荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数为0.994 6,检出限为8×10-7mol/L。

基于Zn_2SiO_4:Mn的成像器件紫外增强薄膜制备及表征

在CCD、CMOS等硅基光电成像器件的光敏面镀下变频薄膜将紫外波段的光变为可见波段的光,可实现CCD、CMOS等硅基光电成像器件的紫外响应。考虑Zn2SiO4∶Mn粒子直径小,稳定性好,荧光量子效率高等优点,本文用"旋涂法"在石英基底上生成Zn2SiO4∶Mn紫外增强薄膜,并对其透射光谱、吸收光谱、激发光谱与发射光谱等光学性质进行分析。实验测得薄膜在300 nm以下透过率极低并具有很强的吸收,在300 nm以上透过率很高且吸收很弱;激发峰在260 nm,发射峰在525 nm,可以实现将紫外光转化为可见光。分析了Zn2SiO4∶Mn薄膜的均匀性、厚度、稳定性等物理性质对其变频性能的影响。实验结果表明,利用Zn2SiO4∶Mn薄膜可以有效增强CCD等光电器件的紫外响应,实现光电器件的紫外探测。

Zn_2SiO_4∶Mn^(2+)电子结构及光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函(DFT)理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对Zn2SiO4∶Mn2+的电子结构(能结构、态密度)和光学性质进行了理论计算。计算结果表明,Zn2SiO4∶Mn2+是一种间接带隙半导体,禁带宽度为2.934 eV;其能态密度主要由Zn-3d,O-2p和Si-3p决定;静态介电函数ε1(0)=2.82;折射率n0=1.75;吸收系数最大峰值为7.37×104cm-1;利用计算的能带结构和态密度分析了Zn2SiO4∶Mn2+材料的介电函数、反射谱、复折射率以及消光系数等光学性质,为Zn2SiO4∶Mn2+发光材料的设计与应用提供了理论依据。

基于L-半胱氨酸修饰的锰掺杂ZnS量子点应用于叶酸测定

以L-半胱氨酸为表面修饰剂制备了稳定性和水溶性均优的ZnS∶Mn2+纳米晶,并应用于叶酸的检测。在pH 7.4的KH2PO4-Na2HPO4缓冲溶液中,叶酸的加入使ZnS∶Mn2+体系的荧光发生猝灭,荧光强度的变化与叶酸浓度呈良好的线性关系,其线性范围为1.0×10-6～7.0×10-5mol.L-1(4.4×10-4～3.1×10-2g.L-1),方法检出限为9.6×10-7mol.L-1(4.2×10-4g.L-1)。该方法用于叶酸片剂和健康人尿液中叶酸的测定,结果满意。采用荧光光谱、紫外可见吸收光谱及X-ray光谱等研究了ZnS∶Mn2+纳米晶及其水溶液的特性,通过热力学参数对叶酸测定的可能机理进行了探讨。

ZnS∶Mn^(2+)的合成及光学特性研究(英文)

我们利用溶剂热的方法,合成了ZnS以及ZnS∶Mn2+纳米粒子.并利用X射线衍射、透射电镜、光致发光等测试手段对样品的结构和光学性能进行了表征.结果表明,Mn2+以替代Zn2+的方式进入到了ZnS晶格当中,并且随着Mn2+掺杂量的增加,样品的晶粒尺寸明显减小.从PL谱图可以清楚看到黄光的发射光谱,其伴随着Mn2+离子3d壳层内部的4T1-6A1转变.

硫化锌掺锰量子点的制备与光谱性能分析

首次应用低温水相合成方法制备了良好的ZnS∶Mn2+量子点材料样品。经过XRD和TEM检测晶粒大小约4 nm。使用323 nm波长激发在585 nm处有很强的橙红色发射。荧光光谱分析总结出Mn2+离子掺杂浓度的优化值为4%。通过能级分析认为ZnS∶Mn2+纳米微晶的橙红色为能级Mn2+的4T1-6A1之间的能级跃迁。重点考察了ZnS∶Mn2+量子点发光强度随时间变化现象,对纳米晶粒表面态氧钝化机制进行了分析。

增强光电图像传感器紫外探测薄膜的制备

传统的CCD、COMS等光电成像器件并不响应紫外光,在CCD、CMOS传感器光敏面镀上"紫外—可见"变频薄膜是增强其紫外响应的一种非常有效的方法。Zn2SiO4∶Mn由于粒子直径小,稳定性好,荧光量子效率高等优点,在增强光电器件紫外响应领域有着很广泛的应用前景。实验用"旋涂法"在石英基底上生成Zn2SiO4∶Mn紫外增强薄膜,并对其透射光谱、吸收光谱、激发光谱与发射光谱等光学性质进行测量分析。实验测得薄膜在300 nm以下透过率极低,在300 nm以上透过率很高且平稳;对300 nm以下的光具有很强的吸收,对300 nm以上的光吸收很弱且很平稳;激发峰在265 nm,发射峰在525 nm,即能将紫外光转化为可见光。实验结果表明Zn2SiO4∶Mn薄膜是一种适用于增强CCD等图像传感器紫外响应的紫外增强薄膜。