光谱学与光谱分析
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核/壳结构的ZnS∶Mn/SiO2 纳米粒子的制备及发光性质研究
姜代旬,曹立新* ,柳 伟,苏 革,曲 华,孙远光,董博华
中国海洋大学材料科学与工程研究院,山东 青岛 266100
Synthesis and Photoluminescent Properties of Core/Shell Structure ZnS∶Mn/SiO2 Nanocrystals
JIANG Dai-xun, CAO Li-xin* , LIU Wei, SU Ge, QU Hua, SUN Yuan-guang, DONG Bo-hua
Institute of Materials Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China
摘要 : 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。
关键词 :ZnS∶Mn/SiO2 ;核/壳结构;纳米粒子;发光
Abstract :Mn-doped ZnS nanopatricles synthesized by solvothermal method were successfully coated with SiO2 shells of various thicknesses by hydrolysis reaction of tetraethyl orthosilicate (TEOS). The samples were characterized by X-ray diffraction(XRD), transmission electron microscopy images (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and the room temperature photoluminescence (PL) spectra. When the ZnS∶Mn nanoparticles were coated with SiO2 shells, an obvious increase in particle size and a clear shell of SiO2 can be observed. The XPS measurement also gave the evidence for the core/shell structure of ZnS∶Mn/SiO2 nanoparticles. Because the surface modification effect and the decrease in luminescent centers effect are concurrent in the SiO2 shells, the Mn emission intensity first increased and then decreased with the thickening of the SiO2 shell. The intensity, which attained its maxium at 5 shell thickness, was as 7 times as that for the bare ZnS∶Mn nanoparticles.
Key words :ZnS∶Mn/SiO2 ;Core/shell structure;Nanoparticles;Luminescence
收稿日期: 2009-03-29
修订日期: 2009-07-02
通讯作者:
曹立新
E-mail: caolixin@mail.ouc.edu.cn
引用本文:
姜代旬,曹立新* ,柳 伟,苏 革,曲 华,孙远光,董博华 . 核/壳结构的ZnS∶Mn/SiO2 纳米粒子的制备及发光性质研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2010, 30(03): 607-611.
JIANG Dai-xun, CAO Li-xin* , LIU Wei, SU Ge, QU Hua, SUN Yuan-guang, DONG Bo-hua . Synthesis and Photoluminescent Properties of Core/Shell Structure ZnS∶Mn/SiO2 Nanocrystals. SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS, 2010, 30(03): 607-611.
链接本文:
https://www.gpxygpfx.com/CN/10.3964/j.issn.1000-0593(2010)03-0607-05
或
https://www.gpxygpfx.com/CN/Y2010/V30/I03/607
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