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《曲阜师范大学》 2002年
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近场扫描光学显微镜对纳米结构材料的表征

曹立  
【摘要】: 现阶段,对纳米结构材料的研究得到了迅猛的发展。在这个领域当中,由于纳米材料特别是半导体纳米晶具有新奇的光学和电学性质,在很多的领域如太阳能电池、光发身二极管、光子晶体等得到了应用,引起了人们广泛的注意。 本论文通过利用紫外可见光分光光度计(UV-Vsible Spectrometer)、时间分辨荧光光谱仪(Time-resolved spectrometer)、近场扫描光学隧道显微镜(Near Field Scanning Optic Microscope,NSOM)对纳米结构的材料进行光学性质的表征与结构研究。在对纳米材料的过去、现在和未来的发展进行评述的同时,对一些在光电领域具有潜在应用的纳米材料进行了化学和物理方法的制备。利用其它的研究手段来对纳米材料进行了分析和测量,通过用透射电镜(Transmission ElectronMicroscope,TEM)、以及X射线衍射仪(X-ray diffraction instrument)等仪器来进行研究它们的性质,从而从多角度、多方面来对纳米材料的性质进行研究。 在对一些纳米材料的制备过程中,对纳米材料的表面进行了化学修饰,改变了材料的表面态并使材料的光学性质与体相材料有了很大的不同。使用微乳液法所制备的不同粒径的、表面活性剂DBS(DodecylBenzene Sulfonate)包覆的ZnO纳米溶胶在溶剂中分散良好,通过用隧道显微镜TEM进行的形态研究发现所制备的ZnO颗粒具有不同的形状。在时间分辨荧光光谱里具有明显的量子限域效应。发射谱中呈现带边发光,峰值有明显的蓝移现象,说明了在辐射跃迁过程中本征态所起的重要作用。在我们所制备的体系里,由于有机包覆占据了表面态,形成了表面势垒,阻止了表面态的生成,使激子的共振辐射跃迁成为主要过程。 ZnO是一种非常重要的有着很好光学性质的Ⅱ—Ⅵ族半导体,由于其在生活中有着很多的应用,因此它无论在基础研究上还是在科技 灿 阜 帅 他 人 学 倾 士学 位 论 文 ”应用上,已经吸引了众多研究者的注意。本文研究了在不同尺寸下的 纳米ZnO半导体材料的的性质,同时在对用共沉淀法得到的纤锌矿型 ZnO纳米晶的压力下的性质研究还发现,稍大尺寸的纳米晶也存在着 类似于体相材料的畴破裂。这种畴破裂在施加不同的压力下而逐渐变 小到一定尺寸后,有减慢并停止的趋势,这可能是纳米材料在相转变 前的普遍现象。同时此方法也提供了制备指定尺寸纳米晶的一种可能 的方法。给出了在不同的压强下,两种不同粒径的纳米 ZnO半导体材 料随着压强变化的X射线衍射图,从而验证了随着压强增大颗粒度减 小。甘质。 用凝胶溶胶法制备了长余辉发光材料,通过对叩值的控制得到了 不同粒径的Sic:AZO3:E3稀土发光材料,它在光学薄膜中有着广泛 的应用。这种铝酸盐和稀土共存的长余辉发光的纳米材料,用一定的 光源照射一次,可以保持十几个小时的磷光辐射。在工程塑料中除了 使工程材料的紫外吸收大大减少、延长材料的耐老化寿命外,在夜晚 的发光使得农作物生长期可以大为缩短,从而达到提高效率、降低成 。本的功效。含有稀上金属EU离子的发光材料,其荧光峰应当是非常窄 的,但是在实验中所测的SrO:A。O/Eu稀土发光材料的荧光峰却很 宽,而且随着不同的pH值,不但峰宽有变化而且荧光峰位有移动,这 主要是困为不同的pH值的样品,其晶化程度不同所造成的。长余辉发 。光材料的的这种荧光变化与常识不同,说明还有很多的机理有待于研 1究。 ”近场光学显微镜的产生和发展是当今科学技术的必然要求,它主 要是利用近场光学的原理,探测在离样品表面几个波长的近场信息, -突破分辨极限,并通过探测光子来研究样品的微观结构信息。由于用 光束(光子)成像,与 电子束(电子)进行咸像的的扫描电子显微镜 和扫描隧道显微镜有很大不同,它容易聚焦和改变偏振,可以在很多 的介质中传播,在探测样品上损伤很少。在图像的分辨方面,主要对 所探测材料进行了发光机理和材料发光部位的微观机制的研究,同时 也详细的介绍了近场扫描光学显微镜的原理、结构、优点以及应用。 口 } 帅 亭 帅 他 大学顾 十学 儿 论义 聚合物光纤有看重要的应用前
【学位授予单位】:曲阜师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TH742;TB383

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