过渡金属离子和稀土金属离子共掺的ZnS纳米晶光致发光特性的研究

【摘要】：利用化学共沉淀法合成了个团聚、窄粒度分布、球形的共掺杂ZnS纳米晶,其中,由硫代乙酰胺(TAA)热分解产生的硫离子作为沉淀离子。利用XRD分析确定其晶格结构(闪锌矿型)和平均粒度(2～3nm)。XRD图谱中并未显示掺杂离子的特征峰。用日木HITACHI M-850型荧光分析仪测定掺杂ZnS纳米晶的激发光谱和发射光谱,结果发现,单一稀土离子掺杂并未使ZnS纳米晶的发射峰的位置移动,但荧光强度提高。说明在此情况下并未发挥稀土离子的发光中心的作用,稀土离子作为敏化剂使荧光效率大大提高。掺杂Cu~(2+)离子则改变了ZnS纳米晶的发射光谱,但荧光强度减弱。而Cu~(2+)与稀土离子共掺不仅使发射光谱红移(纯ZnS纳米晶为450nm,共掺ZnS纳米晶为540～550nm),而且荧光强度显著提高(约为ZnS纳米晶的8～15倍,约为单一稀土元素掺杂的ZnS纳米晶的两倍)因此,稀土金属和过渡金属共掺是改善发光材料性质的一条重要的新的途径。将稀土金属和过渡金属共掺于ZnS纳米晶中可得到非常强的及稳定的可见发光。