铕与卤素及氧与溴共掺杂的硫化锌量子点的合成与发光性能研究

来源 :江西财经大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:forevil666
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnS量子点作为一种新型发光材料,因其独特的光学特性和在众多领域的广阔应用前景而成为研究的热点。适当掺杂能使量子点光电性能明显提高,从而拓展其应用潜力。为了进一步提高ZnS量子点的发光特性,本论文采用低温固相法合成了Eu3+与卤素离子以及O2-与Br-共掺的ZnS量子点,并利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光反射光谱和光致发光谱(PL)对样品的晶体结构、成分、形貌、粒度、分散性、禁带宽度及发光性能进行了表征分析,探讨了发光机理。同时,依据第一性原理,采用MS模拟计算了ZnS、ZnS:3.125%O、ZnS:3.125%Br和ZnS:3.125%Br:3.125%O的能带结构和电子态密度,计算结果与实验结果形成了很好的对应。主要研究结果有:1.Eu3+与卤素共掺杂的ZnS量子点的制备与发光性能研究采用低温固相法合成了立方闪锌矿结构、准球形、平均晶粒尺寸分别为4.5、5.2、3.54.3、4.24.8、3.64.2和3.74.0nm的ZnS、ZnS0.99Eu0.01和Zn0.99S1-xEu0.01Mx(M=F,Cl,Br,I)量子点;Eu3+的掺杂使得ZnS量子点的晶格常数和晶粒尺寸增大,分散性也得到提高。卤素与Eu3+共掺后,量子点的晶粒尺寸相对于Zn0.99SEu0.01减小,分散性有了进一步的提高。此外,Eu3+掺杂到ZnS量子点中会形成新的杂质能级,杂质能级捕获自由载流子形成发光中心,从而将ZnS量子点的发光强度提高了2.7倍。卤素与Eu3+共掺杂进一步提高了ZnS量子点的发光强度,在紫外光激发下,Cl-、I-、F-、Br-的最佳掺杂量分别为x=0.02、0.04、0.06和0.03,相应样品的发光强度分别约为ZnS量子点发光强度的9、7.2、6.3和5.8倍(Cl>I>F>Br),较单掺Eu3+的ZnS0.99Eu0.01量子点分别提高了约2.4、1.9、1.7和1.6倍;其对应的禁带宽度分别为:3.704、3.665、3.706和3.700eV(Cl0.99Eu0.01(3.654eV)相比,卤素与Eu3+的共掺增加了量子点的禁带宽度,改变了量子点的能带结构。2.O2-与Br-共掺的ZnS量子点的合成与发光性能研究采用低温固相法合成了O2-与Br-共掺杂的ZnS0.96-xO0.04Brx(0≤x≤0.07)量子点,结果表明:样品为立方闪锌矿结构,晶粒尺寸为3.34.5nm,颗粒为准球形,共掺后样品的分散性得到显著提升。Br-的掺杂浓度为3mol%时,量子点的发光强度达到最大,约为未掺杂ZnS和ZnS0.96O0.04量子点的9和2.5倍。ZnS和ZnS0.93O0.04Br0.03的禁带宽度分别约为3.64和3.76eV,共掺杂后量子点的禁带宽度明显增大,这与理论计算结果一致。理论计算结果显示:O2-和Br-共掺杂的ZnS量子点依然是直接带隙半导体,共掺有效地提高了电子载流子的密度,从而提高了样品的发光强度,这与实验结果一致。
其他文献
故障诊断指的是对系统运行状态进行分析,并根据分析结果检测、分离和评价异常状况,并为故障恢复提供依据的技术。预测性维护指的是借助算法分析系统状态的变化趋势,在故障造成重大损失前实施主动性维护措施,进而提高设备使用寿命的任务类型。随着集散控制系统在工业过程中的广泛应用,越来越多的生产数据能够得以采集和保存,利用这些数据对故障作出准确的诊断进而对设备实施早期的维护能够节省生产成本、提高产品质量、保证过程
单板和加筋板是船体结构的重要组成部分,在船舶运营的过程中往往不可避免会受到其他物体的撞击。冰区航行的船舶在航行过程中会受到浮冰的反复碰撞作用,大型船舶或海洋平台的直升机甲板会因直升机的反复起降而受到反复载荷的作用。本文以冰区船舶的外板和舰船的直升机甲板为研究对象,分别采用实验、仿真和理论的方法对船体板受到矩形冲头单次碰撞和反复碰撞的变形模态和损伤机理等进行研究。主要的研究内容如下:(1)开展了4组
对光催化过程机理的认识,有助于确定光催化剂上的催化活性位点,促进新型高性能光催化剂的开发。尽管光催化反应的机理研究已经投入了大量的精力,但一些关键的原理还远未被人
人类农业活动与工业生产所引起的大气氮沉降增加对陆地生态系统结构与功能产生了深远的影响。由于生物圈碳、氮循环之间紧密耦合,氮输入对全球氮循环产生影响的同时也会显著影响全球碳循环。氮沉降增加缓解了陆地生态系统氮限制,促进初级生产力,进而提高植被碳储量以及土壤有机碳的积累与周转;与此同时,氮沉降引起的土壤酸化会导致土壤无机碳库的不可逆损失,尤其是无机碳含量较高的钙质草原。土壤蕴藏着陆地生态系统含量最大的
本试验在大田条件下,选择黄淮东部麦区生产上大量应用或新审定即将推广的31个冬小麦品种为试验材料,设置传统的10月8日播期(T1)和推迟播期的10月22日播期(T2)两个播期处理,通过综合分析推迟播期条件下不同品种的分蘖发生与成穗、开花期穗茎比与穗粒数、旗叶SPAD值和叶面积与粒重、产量的变化情况及品种差异,以期明确适宜黄淮东部麦区晚播高产高效栽培技术应用的冬小麦品种。主要结果如下:1.推迟播期对不
LiBH_4具有高的质量和体积储氢密度,是一种极具潜力的固态储氢材料,但其仍存在吸放氢温度高,反应动力学性能和可逆性差等问题。本文在概述了国内外储氢材料的研究发展和系统综述了LiBH_4储氢材料的研究进展的基础上,提出了通过纳米限域并结合催化和复合去稳定化的方法,对LiBH_4的储氢性能进行改性。设计合成了具有高空隙率和高比表面积的以碳纳米管外包覆无定型多孔碳(CNT@PC)及进一步在其表面负载纳
随着现代工业的发展,液压系统逐渐呈现出高压、大流量、高性能和集成化的发展趋势,而外啮合齿轮泵作为液压系统中重要的动力元件,其泄漏和噪声问题成为限制液压系统向高压、
郭璞未曾明确提出“气”论思想,但渗透在其文字中的儒、道、易、玄等诸家思想皆涉及“气”论。本文主要论述郭璞著作中对“气”的运用,对其思想进行探究。通过总结郭璞的注文、图赞以及疏、赋、游仙诗中对“气”的运用,理出以“气”为线索的思想框架,以深化对郭璞思想的理解。文章主体分为五部分:第一部分列表总结郭璞在《山海经注》《山海经图赞》《尔雅注》《尔雅图赞》中对“气”的使用情况,根据不同“气”的表现进行分类,
离子液体由于自身良好的理化性能,应用十分广泛。而UV、IR以及荧光光谱可以有效地分析离子液体。对离子液体进行的光谱分析可以有助于人们更好地认识离子液体,从而为其以后在新领域上的开发作下铺垫。本文合成了[Bpy]Br和[Bpy]HSO_4两种离子液体,利用IR表征它们的结构,证实目标产物已经合成。并分别对乙腈、乙醇、水中的[Bpy]HSO_4利用UV实行了分析,对比了[Bpy]HSO_4在三种溶剂中
聚氯乙烯(PVC)作为一种重要的通用树脂,以其自身优良的耐腐蚀和阻燃等性能正在被越来越广泛的应用。但是,由于其自身固有的结构缺陷,导致了 PVC热稳定性差,在加工工程中容易