ZnS：Mn纳米颗粒的制备及性能的研究.doc

ZnS：Mn纳米颗粒的制备及性能的研究.docZnS:Mn纳米颗粒的制备及性能的研究【摘要】本文采用溶胶法制备了Mn掺杂的ZnS纳米颗粒,通过x射线衍射(XRD)对样品的结构进行了表征,结果表明:所制备的ZnS:Mn纳米颗粒为立方形晶体结构,但随着掺杂浓度的增加,纳米颗粒的平均粒径会逐渐增加;Mn离子的掺杂浓度达到1%时发光强度最大;脉冲激光激发下ZnS:Mn纳米颗粒的发光寿命比常规的ZnS:Mn颗粒要短一些。【关键词】ZnS:Mn;发光性质;发光寿命0引言硫化锌纳米半导体材料是制造光电设备的重要材料之一,具有带隙宽、化学稳定性好等特点,可用做蓝光发光材料,自Bhargava等[1]用实验证实经表面钝化处理的纳米ZnS:Mn能够显著提高半导体的发光效率,越来越多的科研工作者涌向了ZnS掺杂Mn这一领域。而掺杂锰离子的硫化锌是一种发橙色光的光电材料,用途很广,可用作磁性材料和发光材料,因此,很多研究者都把目光集中在了ZnS:Mn的发光性质方向上的研究。:醋酸锌、醋酸锰、硫化钠、巯基丙酸均为分析纯,实验用水为自制的去离子水。:,在磁力搅拌下加入巯基丙酸(1%ml)水溶液中,配置的70ml溶液为①,此溶液为白色的乳浊液;,在磁力搅拌下加入巯基丙酸(1%ml)水溶液中,配置的30ml溶液为②,此溶液为粉红色的透明溶液;,配置的50ml溶液为③,此溶液为无色透明溶液。,先让②溶液和③溶液在90℃温度、磁力搅拌、冷凝回流、氮气环境下反应30分钟,再加入①溶液,反应六个小时,制的乳浊液。在氮气保护下冷却至室温的乳浊液,用无水乙醇离心三次,在80℃下真空干燥3小时获得固体,需研磨获得粉末,该合成的ZnS:Mn纳米颗粒中Mn2+/Zn2+%(mol之比)。同样条件下以此制备Mn2+/Zn2+为1%、%、2%的ZnS:Mn纳米颗粒。(XRD)分析图1ZnS:Mn纳米颗粒的X射线粉末衍射图图中a为标准卡片(-2100)上的ZnS,b、c、d、e为本论文实验制备的Mn2+/Zn2+%、1%、%、2%的ZnS:Mn纳米颗粒。标准卡片上的ZnS的2θ=°,°,°,对应晶面是(111),(220)和(311),从图上分析,该实验合成的ZnS:Mn纳米颗粒和标准卡片是一致的,说明该反应合成的ZnS:Mn的晶体结构和ZnS相同,为立方形晶体结构,在我们掺杂范围内晶体结构无根本变化,无杂相生成。平均晶粒尺寸D是根据谢乐公式D=Kλ/βcosθ计算获得。K为Scherrer常数,;β为积分半高宽度,θ为衍射角;λ为X射线波长,。由于掺杂的Mn的量不同,,,,随着Mn含量的增加,纳米颗粒的几何尺寸逐渐增加。:Mn光致发光光谱图2ZnS:Mn的光致发光光谱用340nm波长的光激发合成的ZnS:Mn纳米材料,以此图分析:ZnS:Mn纳米颗粒的发光有两个发光峰,在波长475nm左右蓝光发射峰