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纳米晶ZnO及ZnO:RE材料的制备和发光性质研究

吕树臣  
【摘要】: 吕树臣 (凝聚态物理专业) 指导教师: 黄世华 研究员 本论文主要研究纳米晶ZnO粉体、胶体及纳米晶ZnO:RE材料的制备和室温发射现象,包括近红外发射和上转换发射现象。本论文的主要研究内容和得到的结论如下: 1. 采用化学沉淀法成功地制备了纳米晶ZnO粉体,根据不同反应物浓度和热处理温度的选取,晶粒尺寸控制在10—50nm范围内。 2. 对制备的纳米晶ZnO粉体的发射现象进行了研究,发现未经高温处理的纳米晶ZnO粉体的发射谱以紫外和紫光为主,绿带发射被猝灭。同时观测到两个新发射峰,分别位于450nm和492nm。经高温处理的纳米晶ZnO粉体,绿带增强,紫外与绿带谱的空间分布并非是完全互补的。所有发射谱的一个共同特点是谱带宽于体材料。绿带发射机制被认为是起施主作用的氧空位和起受主作用的锌空位复合辐射跃迁。 3. 采用化学方法在常温下成功地制备了ZnO胶体,颗粒尺寸在5nm以下。根据吸收谱实验数据和建立的理论模型估价了胶体颗粒的大小与反应时间的关系。通过添加表面活性剂,使粒子的表面得到修饰,从而增强了紫外发射。 4. 成功制备了具有稀土离子室温强特征发射的纳米晶ZnO:RE粉体。这是在稀土掺杂ZnO的研究史上的一次突破性的进展,为进一步研究ZnO:RE将起到推动作用。 5. 首次观测到ZnO:Er的室温强特征发射、上转换发射和近红外发射,并同过Er离子的本征发光的激发谱观测到基质ZnO与Er3+之间存在能量传递。 6. 首次成功地将Eu离子掺杂到基质ZnO的不同晶相之中。并对不同格位的发射现象进行了研究。首次在ZnO基质中观测到Eu离子的电荷迁移态。


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1 吕树臣;纳米晶ZnO及ZnO:RE材料的制备和发光性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2002年
2 王之建;非晶态、晶态ZnO量子结构组装及光学特性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
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