_ZnS纳米粒子的制备及其光致发光和拉曼特性
Ａｃｔａ Ｐｈｙｓ． －Ｃｈｉｍ． Ｓｉｎ．， ２００７
Ｖｏｌ．２３
近年来， 已有一些研究者采用不同方法制备了 不 同 形 貌 的 硫 化 锌 纳 米 材 料． 如 Ｘｕ 等［１１］以 多 孔 阳 极氧化铝膜（ＡＡＭ）为模板， 采用电化学沉积法制备 了 直 径 约 ４０ ｎｍ 的 ＺｎＳ 纳 米 线 阵 列； Ｗａｎｇ 等［１２］以 金薄膜为催化剂， 采用物理气相沉积法制得直径约 ３０－ ６０ ｎｍ 的 六 方 相 ＺｎＳ 纳 米 线； Ｆａｎｇ 等［１３］报 道 了 通过控制生长基片在蓝宝石管炉中的不同位置， 利 用 物 理 气 相 沉 积 法 实 现 了 从 ＺｎＳ 纳 米 棒 到 纳 米 线 、纳 米 带 、纳 米 薄 片 的 可 控 生 长 ； Ｄｌｏｃｚｉｋ 等 ［１４］报 道 了 以 ＺｎＯ 为 模 板， 经 过 硫 化 得 到 片 层 状 ＺｎＳ 结 构 ； Ｙａｎ 等 ［１５］ 通 过 湿 化 学 法 （ 水 热 合 成 法 ） 制 备 了 ＺｎＳ 纳米管； Ｇｏｎｇ 等［１６］采用化学气相沉积法， 以 Ｚｎ 和硫单质作为反应物制备出了 ＺｎＳ 三足状结构．
本文报道了在乙二醇体系中， 以高分子聚乙烯 吡咯烷酮（ＰＶＰ）为表面修饰剂， 采用湿化学法， 在１５４ ℃的低温下通过 Ｚｎ 单质前驱物硫化法制备了高温 相 α－ＺｎＳ 球 形 纳 米 粒 子 ． 并 研 究 了 α－ＺｎＳ 纳 米 粒 子的光致发光和拉曼特性．
１ 实验部分
１．１ 试剂和仪器 实验用试剂全部从美国 Ａｃｒｏｓ 公司购买， 均为
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃｔ ： Ｎａｎｏｓｃａｌｅｄ α－ＺｎＳ ｓｐｈｅｒｅｓ ａｂｏｕｔ ３５ ｎｍ ｉｎ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｗｅｒｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｙ． ＸＲＤ ａｎｄ ＴＥＭ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎａｎｏｓｃａｌｅｄ ＺｎＳ ｓｐｈｅｒｅｓ ｗｅｒｅ ｍａｄｅ ｕｐ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉａｍｅｔｅｒｓ ａｂｏｕｔ ６ ｎｍ． Ｔｗｏ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｂａｎｄｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ （ＰＬ） ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ＺｎＳ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ， ｏｎｅ ｃｅｎｔｅｒｅｄ ａｔ ４３０ ｎｍ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ａｔ ３６０ ｎｍ． Ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｗａｓ ａｔｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｔｒａｐｐｅｄ ｅｍｉｓｓｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｌａｔｔｅｒ ｗａｓ ａｓｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅａｒ ｂａｎｄ－ｅｄｇｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ． Ｔｈｅ Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｎｏ ｐｈｏｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｔｒｏｎｇ ｌａｓｅｒ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ， ｗｈｉｃｈ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄ ＺｎＳ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｗｅｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．
通常情况下， ＺｎＳ 有两种相结构［８］， 即高温相（α－
ＺｎＳ）和 低 温 相（β－ＺｎＳ）． α－ＺｎＳ 又 称 纤 锌 矿， 属 六 方 晶 系， 其 晶 体 结 构 可 以 看 作 是 Ｓ２－ 作 六 方 最 紧 密 堆 积， 而 Ｚｎ２＋只占有其中 １／２ 的四面体空隙． β－ＺｎＳ 又 称闪锌矿， 其晶体结构为面心立方． 自然界中稳定 存在的是 β－ＺｎＳ． 在 １０２０ ℃时， 闪 锌 矿 可 以 转 变 为 多晶相构成的纤锌矿， 但一般在低温下很难得到 α－ ＺｎＳ． 然而， 近来文献［９］报道了在 ２００－ ５００ ℃和真空 的条 件 下， 通 过 热 分 解 ＺｎＳ（ＮＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）０．５ 得 到 了 α－ＺｎＳ； 文献［１０］报道了厚度约 １０ ｎｍ 的 α－ＺｎＳ纳 米带超稳态的存在．
全溶解， 得到无色透明的氯化锌溶液， 然后向其中 加 入 １．０ ｇ ＰＶＰ． 将 三 口 烧 瓶 置 入 超 声 波 水 浴 中 进 行超声分散， ＰＶＰ 完全溶解后将三口烧瓶重新放置 在磁力搅拌器上． 搅拌下， 向烧瓶中匀速缓慢滴加 １０ ｍＬ 水合肼／乙二醇（体积比为 ３２∶１００）溶液， 滴加 过程中溶液由无色透明逐渐变为乳白色． 将装有上 述 混 合 溶 液 的 三 口 烧 瓶 置 于 １５４ ℃恒 温 油 浴 搅 拌 器中缓慢搅拌至反应完全． 在此过程中， 体系中有 大量气体产生， 同时 Ｚｎ２＋被还原成 Ｚｎ 单质． １．２．２ ＺｎＳ 纳米粒子的制备
分析纯． Ｘ 射 线 粉 末 衍 射 （ＸＲＤ） 测 定 所 用 仪 器 为 日 本
理 学 公 司 Ｒｉｇａｋｕ／Ｄｍａｘ２２００ 型 Ｘ 射 线 衍 射 仪 ， 射 线源为 Ｃｕ Ｋ!（"＝０．１５４０６ ｎｍ）， 管 电 流 为 ２０ ｍＡ， 管 电压为 ４０ ｋＶ， 扫描速率为 ８０ （°）·ｍｉｎ－１． 产物的低倍 和 高 倍 透 射 电 镜 表 征 所 用 仪 器 型 号 为 Ｔｅｃｎａｉ Ｆ３０ （Ｔｅｃｎａｉ Ｃｏｍｐａｎｙ）， 加 速 电 压 为 ３００ ｋＶ． 荧 光 光 谱 测 试 在 日 本 岛 津 公 司 ＲＦ－５３０１Ｐｃ 型 荧 光 分 光 光 度 计上进行， 测试样品为固体粉末状态． 拉曼光谱测 试所用仪器为 Ｊｏｂｉｎ Ｙｖｏｎ 公司的 ＨＲ８００ 型显微共 焦 拉 曼 光 谱 仪， 激 发 光 源 为 氦 氖 激 光， 波 长 为 ６３３ ｎｍ， 最大输出功 率 为 ３０ ｍＷ， 使 用 １００Ｘ 光 学 物 镜 进行背散射信号收集． 所有测试均在室温下进行． １．２ 实验过程
（北 京 航 空 航 天 大 学 应 用 化 学 系， 北 京 １０００８３）
张琦
摘 要 ： 以 湿 化 学 法 合 成 了 直 径 约 ３５ ｎｍ 的 蓬 松 的 !－ＺｎＳ 球 形 纳 米 粒 子． ＸＲＤ 与 ＴＥＭ 结 果 表 明， 硫 化 锌 球 形 纳 米 粒 子 由 粒 径 约 ６ ｎｍ 的 二 次 晶 粒 组 成． 光 致 发 光 光 谱 表 明， 所 得 样 品 分 别 在 约 ４３０ ｎｍ 及 ３６０ ｎｍ 处 各 有 一 个 发 射 谱 带， 前 者 源 于 ＺｎＳ 的 表 面 缺 陷 发 射， 后 者 可 被 指 认 为 六 方 相 ＺｎＳ 的 近 带 边 发 射． 拉 曼 表 征 结 果 表 明， 在较高激光功率的照射下， 没有观察到样品的光氧化现象， 表明所制备的硫化锌纳米粒子结构较为稳定．
ＺＨＡＮＧ Ｄｏｎｇ－Ｆｅｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｙａ－Ｈｕｉ ＧＵＯ Ｌｉｎ＊ ＺＨＡＮＧ Ｒｕｉ ＹＩＮ Ｐｅｎｇ－Ｇａｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｑｉ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｐ． Ｒ． Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ Ｗｏｒ ｄ ｓ： ＺｎＳ； Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ； Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ； Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒｕｍ
ＺｎＳ 是一种宽带隙半导体材料［１］， 体相硫化锌的 带 隙 分 别 为 ３．７２ ｅＶ（β－ＺｎＳ） 和 ３．７７ ｅＶ（α－ＺｎＳ）． 研 究表明， 通 过 掺 杂， 在 纳 米 ＺｎＳ 基 体 中 引入不同的 金属离子（铜、银、钐、铕、铽、铒等）［２－ ７］， 可以调节其在 可 见 光 范 围 内 的 发 射 波 长 ． 另 外 ， 与 ＴｉＯ２、ＣｄＳ、 ＰｂＳ、ＰｂＳｅ 等 半 导 体 化 合 物 相 似 ， ＺｎＳ 纳 米 粒 子 也 是 优 异 的 光 催 化 半 导 体 ． 将 纳 米 ＺｎＳ 空 心 球 分 散 在含有有机物的废水表面上， 在太阳光的照射下可 利用其光催化作用对有机物进行降解．
Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ［Ｎｏｔｅ］
物理化学学报（Ｗｕｌｉ Ｈｕａｘｕｅ Ｘｕｅｂａｏ） Ａｃｔａ Ｐｈｙｓ． －Ｃｈｉｍ． Ｓｉｎ．， ２００７， ２３（１２）： １９８５－ １９８８
１９８５ ｗｗｗ．ｗｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
!－Ｚｎ Ｓ 纳米粒子的制备及其光致发光和拉曼特性
张东凤
张亚辉 郭 林 ＊ 张 蕊 殷鹏刚
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ： Ｍａｙ １８， ２００７； Ｒｅｖｉｓｅｄ： Ａｕｇｕｓｔ ２３， ２００７； Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｏｎ Ｗｅｂ： Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２４， ２００７． ＊ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ． Ｅｍａｉｌ： ｇｕｏｌｉｎ＠ｂｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ； Ｔｅｌ： ＋８６１０－８２３３８１６２． 国 家 自 然 科 学 基 金（２０６７３００９）和“ ９７３”计 划（２００６ＣＢ９３２３００）资 助 项 目
图 １ α－Ｚｎ Ｓ 样 品 的 ＸＲ Ｄ 图 谱 Ｆ ｉｇ．１ ＸＲ Ｄ ｐ ａｔ ｔ ｅｒ ｎ ｏｆ ｔ ｈ ｅ α－Ｚｎ Ｓ ｐ ａｒ ｔ ｉｃｌｅｓ
Ｎｏ．１２
张东凤等： !－ＺｎＳ 纳 米 粒 子 的 制 备 及 其 光 致 发 光 和 拉 曼 特 性
１９８７
ｄ＝０．８９"／（βｃｏｓθ）（其中， "＝０．１５４０６ ｎｍ， ｄ 代表衍射角 位 于 ２$ 处 衍 射 峰 所 对 应 晶 面 的 面 间 距， Ｂ 为 该 晶 面 对 应 衍 射 峰 的 半 高 宽）， 对（１１０）晶 面 对 应 的 衍 射 峰进行计算可知， 硫化锌样品的晶粒粒径约为６ ｎｍ． ２．２ α－Ｚｎ Ｓ 纳米粒子的形貌分析
将 １５ ｍＬ 硫脲的乙二醇溶液（０．１ ｍｏｌ·Ｌ－ １）置于 恒压滴液漏斗中， 搅拌下， 将其匀速滴加至 １．２．１ 节 产 生 的 前 驱 物 溶 液 中， 在 １５４ ℃下 继 续 恒 温 搅 拌 ， 此时体系中有白色沉淀生成， 同时有少量气体放 出， 反应 １ ｈ 后， 停止反应．
ZnS:Mn纳米颗粒的制备及性能的研究
ZnS:Mn纳米颗粒的制备及性能的研究作者：谷洪亮张新国来源：《科技视界》 2014年第1期谷洪亮张新国(郑州航空工业管理学院，河南郑州 450000)【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。
１实验部分１．１试剂和仪器实验所用的化学试剂包括：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。
１．２ZnS:Mn纳米颗粒的制备１．２．１配置反应溶液称取6.5700g的醋酸锌，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；称取0.0368g质量的醋酸锰，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；称取10.854g的硫化钠溶入去离子水中，配置的50ml溶液为③，此溶液为无色透明溶液。
１．２．２在250ml三口烧瓶中，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+为0.5%（mol之比）。
ZnS：Mn-维纳米超晶格材料制备及其光学性能的研究
ZnS：Mn-维纳米超晶格材料制备及其光学性能的研究ZnS是一种重要的宽禁带直接带隙II-VI族半导体材料,具有优良光电性能,因此在紫外激光器,光电探测器和太阳能电池等领域有着非常广泛的应用。
本文采用热蒸发的方法对ZnS一维纳米材料的制备条件进行探索,并成功制备出了ZnS:Mn的一维纳米超晶格结构的材料,并对其进行形貌、结构表征和光学性能的分析。
具体内容如下：1.采用一种简单的热蒸发方法合成了ZnS一维和层状的纳米结构。
我们发现了衬底的温度和金催化对ZnS纳米结构的形貌起着非常重要的作用。
在镀金的Si衬底上制备得到了一维结构的ZnS纳米线和纳米带；而在没有镀金的衬底上制备得到了层状结构的ZnS纳米材料。
通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察到ZnS纳米结构的形貌随制备条件的不同而发生了改变。
常温光致发光的测量结果显示了在325nm的激发波长下,样品分别在345nm,395nm和460nm处有三个发光峰。
2.通过热蒸发的方法成功制备出了ZnS 微米锯和微米塔,其合成机制分别为气相-液相-固相生长机制和气相-固相生长机制。
我们观察到金催化剂对ZnS微米结构的形貌起到了决定性的作用。
锯齿状结构的ZnS微米结构是在镀金的蓝宝石衬底上合成得到的,而塔状结构的ZnS微米结构则是在没有镀金的蓝宝石衬底上合成得到的。
微米结构的改变是通过扫描电子显微镜表征的。
微米结构的结构特征是通过X射线衍射和高分辨透射电镜表征的。
激发波长为325nm的常温光致发光谱表明了样品分别位于～400nm,～480nm,～520nm和～580nm处存在四个发光峰。
3.我们第一次报道了采用简单的热蒸发的方法在镀金的Si衬底上制备出了(3C-ZnS)n/(2H-ZnS)m超晶格结构的ZnS:Mn纳米带。
高分辨透射电镜呈现了它是一种自主装的ZnS纤锌矿结构和闪锌矿结构的原子层沿着垂直于ZnS纳米带生长方向交替生长的超晶格结构。
这种ZnS:Mn纳米带的宽度均为100-800nm,长度从几十到几百微米不等,其中的六角纤锌矿结构的原子层是沿着[100]轴线方向和[001]垂直方向生长,而闪锌矿结构的原子层则是沿着<111>方向生长。
α-ZnS纳米粒子的制备及其光致发光和拉曼特性
Ｋｅ ｏ ｄｓ Ｚｎ ； Ｎａ ｏ ａｔ ｌ ｓ Ｐ ｏ ｏ ｕ ｎ ｓ ｅ ｃ ； Ｒａ ａ ｐ ｃｒ ｍ ｙＷ ｒ ： Ｓ ｎ ｐ ｒｉ ｅ ； ｈ ｔ ｌ ｍｉ ｅ ｃ ｎ ｅ ｃ ｍｎ ｓｅｔ ｕ
（ ｅ ａｔｅ ｔｆ ｐ ｌｄＣ ｅ ｉｒ， ｅ ｉｇＵ ｉ ｒｉ Ａ ｒｎ ｕｉ ｎ ｓ ｏ ａ ｔｓ Ｂ ｉｎ １ ０８ ， ． ． ｈｎ ） Ｄ ｐ ｒ ｎ Ａ ｐｉ ｈ ｍｓ ｙ Ｂ Ｏｎ ｎｖ ｓｙｏ ｅｏａ ｔ ｓ ｄＡ ｔ ｎ ｕｉ ， ｅ ｉｇ ０ ３ Ｐ Ｒ Ｃ ｉ ｍ ｏ ｅ ｔ ｅ ｔ ｆ ｃａ ｒ ｃ ｊ ０ ａ
个发射谱带 ， 前者 源于 Ｚ Ｓ的表面缺陷发射 ， ｎ 后者可被 指认为六方 相 Ｚ Ｓ的近带 边发射 ． 曼表征结果 表明， ｎ 拉
在较高激光功率 的照射下 ， 没有观察 到样 品的光氧化现 象， 明所制备的硫化锌纳米 粒子结构较为稳定 ． 表 关键词 ： Ｚ Ｓ 纳米粒子 ； 光致发光 ； 拉曼光谱 ｎ； 中图分类号 ： ０６ ９ ４
ｗｗｗ． ｘ ．ｋ ．ｄ ．ａ ｗｈ ｂｐ ｕｅ ｕｃ
［ ｔ］ Ｎｏｅ
．
Ｚ Ｓ纳 米粒 子 的 制备 及 其 光 致 发 光和 拉 曼 特 性 ｎ
张亚 辉 郭 林 张 蕊 ห้องสมุดไป่ตู้殷鹏刚 张 琦
张 东凤
（ 北京航空航天 大学 应用化学系， 北京
１０ ８ ） ００ ３
摘要 ： 以湿 化学法合成 了直径约 ３ ｍ 的蓬松 的 ｏ Ｚ Ｓ球形纳米粒子 ． Ｄ与 Ｔ Ｍ 结果 表明， ５ａ Ｌｎ ． ＸＲ Ｅ 硫化锌球 形 纳米粒子 由粒径约 ６ａ 的二次 晶粒 组成． ｍ 光致发光光谱 表明， 所得 样品分别在约 ４ ０ｎ 及 ３ ０ａ ３ ｍ ６ ｍ处各有 一
zns半导体材料
zns半导体材料
ZNS是一种半导体材料，即硫化锌。
以下是硫化锌半导体材料的介绍：
1. 物理性质：硫化锌是一种白色或微黄色的粉末。
2. 应用方向：硫化锌作为一类直接宽带隙半导体材料，在国防军工、电子工业、化学化工等诸多领域都有着极为重要的应用。
在化工生产中，硫化锌主要应用于油漆和塑料中，由于其白色不透明性及不溶于水、有机溶剂、弱酸、弱碱而在油漆中成为重要的颜料。
此外，硫化锌还具有光催化上的应用，由于纳米ZnS是一种光子材料，能产生光子空穴，量子尺寸效应带来的能级
改变、能隙变宽使其氧化还原能力增强，是优异的光催化半导体。
3. 性能：纳米ZnS的加入会降低烧结温度，改善陶瓷产品的光洁度，纳米ZnS粉体添加到陶瓷釉料中，还具有保洁杀菌的功能。
如果想要了解更多关于硫化锌半导体材料的信息，建议咨询化学领域专业人士或查阅相关最新研究文献。
zns-石墨烯氧化物的表征特性
ZnS-石墨烯纳米复合材料:合成特性和光学特性摘要ZnS-石墨烯纳米复合材料是由一个简单一步水热方法使用六水合硝酸锌、乙二胺和二硫化碳为前体,石墨烯氧化物作为模板。
复合特征,x射线衍射,x射线光电子能谱、透射电子显微镜、傅里叶变换红外、拉曼光谱和荧光光谱。
结果表明,氧化石墨烯是石墨烯的热液减少的反应过程。
同时,石墨烯外表的剥落,与硫化锌纳米粒子复合。
此外,通过拉曼光谱和荧光性能的综合观察。
ZnS-石墨烯为氧化石墨烯纳米复合材料显示表面增强拉曼散射活性,和荧光增强属性较纯的硫化锌示例。
1.摘要半导体纳米粒子是一个广泛感兴趣的话题,因为他们的光催化等广泛应用,光学增敏剂、新型生物分子应用,量子设备等[1-6]。
锌硫化锌矿),作为一种重要的族化合物半导体与广泛的直接带隙(3.7 eV),用于LED为[7],非线性光学设备为[8]。
有各种方法合成纳米硫化锌粒子,包括单一分子前体[9]和[10],[11]为微乳液,熔热剂法为[12]和[13],[14]为直接元素反应路线。
一般来说,为了避免硫化锌纳米粒子聚集,合成聚合物微凝胶[15],介孔硅酸盐材料[16]和其他有机/表面活性剂稳定剂采用稳定或支持材料保持纳米范围硫化锌的大小,如钠bis(2-乙基己基磺基琥珀酸酯[17],半胱氨酸,巯基乙醇[18],和十六烷基[19-21]。
与此同时,ZnS-基于纳米复合材料包含CdZnS-PCV(PCV:聚合氢化cetyl-p-vinylben-zyldimethylammonium)[22], 据报道(CdSe)ZnS-(NBPBD)300(NBP)20(NBPBD:2-[4-(5-norbornenylmethoxy-carbonyl)biphenyl -4-yl]-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole; NBP: 5-norbornene-2-yl-CH2O(CH2)5P(oct)2) [23] .石墨烯,作为一颗冉冉升起的新星,展示优秀的机械、热、光、电性质,使它有支持无机纳米粒子的分散与稳定的前途。
ZnS_Cu纳米颗粒的制备及发光性质
ZnS∶Cu纳米颗粒的制备及发光性质3孙远光,曹立新,柳 伟,苏 革,曲 华,姜代旬(中国海洋大学材料科学与工程研究院,山东青岛266100)摘 要: 采用水热法制备了Cu离子掺杂的ZnS (ZnS∶Cu)纳米颗粒,研究了锌硫比和反应时间对ZnS∶Cu纳米颗粒光致发光性质的影响。
通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,发现该方法得到立方闪锌矿结构的球形ZnS∶Cu纳米晶,粒径在1～6nm之间。
室温下,用350nm波长的紫外光激发ZnS∶Cu纳米粒子,可以得到归属于浅施主能级与铜t2能级之间的跃迁产生的绿色发光,发光强度随锌硫比的增大和反应时间的延长先增强后减弱,发射峰位随锌硫比和反应时间的变化有一定移动。
认为浅施主能级为与硫空位有关的能级,锌硫比和反应时间对硫空位的数量和能级位置有一定影响。
关键词: ZnS∶Cu纳米晶;水热法;光致发光中图分类号: O611.4;O614.24文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)04206892041 引 言ZnS是一种性能优越的Ⅱ2Ⅵ族发光材料,禁带宽度为3.66eV。
属于直接带结构半导体,在荧屏显示领域已有广泛应用。
近年来,随着纳米材料研究的深入,国内外对ZnS纳米发光材料已进行了多方面的研究,当ZnS中掺入稀土离子或过渡金属离子(如掺Mn[1]、Cu[2～8]、Ag[9])作为激活剂时,可改变基质内部能带结构,形成各种不同的发光能级。
例如,铜离子作为ZnS的激活剂时,在4个硫离子形成的四面体晶体场中,铜的3d9基态分裂为较高的t2能级和较低的e 能级。
相对于锰掺杂,关于铜掺杂ZnS的研究较少,具体到纳米级光致发光材料,就更少了。
纳米级ZnS∶Cu粒子可以用多种方法制备,但不同的工艺形成不同的能级,引起其发光性质的不同。
例如,刘昌辉等[3]研究了硫脲和硫代硫酸钠体系中, Cu+掺杂浓度为0.6%时发射达到最强.该发射峰随掺杂浓度的提高和微粒生长时间的延长而红移;当Cu+掺杂浓度为0.2%时,ZnS∶Cu纳米微粒还产生一个位于450nm的蓝色发射带,该发射带在掺杂浓度更高时被猝灭。
水热法制备ZnS∶Cu纳米晶及其光致发光性能
水热法制备ZnS∶Cu纳米晶及其光致发光性能∗胡云;彭龙;李乐中;涂小强;杨航【摘要】采用水热法制备了不同掺杂浓度的ZnS∶Cu (0~0．6％(原子分数))纳米晶.结果表明,ZnS∶Cu纳米晶为立方晶系闪锌矿结构,晶粒尺寸在3~4 nm之间；相比未掺杂的 ZnS 纳米晶,掺杂ZnS∶Cu纳米晶在500 nm处产生了发射光谱(PL).这是由于发光中心位于446和468 nm 两个 PL 光谱与 ZnS 自身的缺陷有关,发光中心位于500 nm的绿光为浅施主能级(S缺陷)与铜t2能级之间跃迁而产生.并且其发光强度随掺杂浓度显著增强,当浓度为0．4％(原子分数)时达到最大值,进而发生了浓度淬灭现象.%In this paper,ZnS∶Cu (0-0.6at%)nanocrystals (NCs)were synthesized by hydrothermal method. The results show that the as-prepared NCs are confirmed to be the cubic zinc blende structure and their average size are about 3-4 pared with the non-doped ZnS NCs,the Cu-doping ZnS NCs has an additional photo-luminescence spectrum at the wavelength of about 500 nm.Two peaks centered at 447 and 468 nm are related with native defects (sulfur vacancy)ofZnS.Moreover,the PL spectra of Cu-doping ZnS NCs centered at 500 nm should be due to the recombination between the shallow donor level (sulfur vacancy)and the t2 level of Cu2+.Besides,it is found that the photoluminescence intensity of Cu-doping NCs obviously increases with the concentration of Cu and reaches maximum at 0.4at% because of concentration quenchment of Cu2+.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P6139-6142)【关键词】ZnS∶Cu;水热法;纳米晶粒;光致发光【作者】胡云;彭龙;李乐中;涂小强;杨航【作者单位】成都信息工程学院光电技术学院，成都 610225;成都信息工程学院光电技术学院，成都 610225;成都信息工程学院光电技术学院，成都 610225;成都信息工程学院光电技术学院，成都 610225;成都信息工程学院光电技术学院，成都 610225【正文语种】中文【中图分类】O611.41 引言ZnS是一种性能优越的Ⅱ-Ⅵ族发光材料，禁带宽度为3.68 eV，属于宽禁带的直接带隙半导体，被广泛应用于液晶背景照明、荧屏显示等领域。
ZnS纳米材料制备与应用
1.1 ZnS纳米材料概述纳米材料是在纳米量级范围内调控物质结构研制而成的新材料，而纳米技术就是指在纳米尺度范围内，通过操纵原子、分子、原子团或分子团，使其重新排列组制备新物质的技术。
纳米材料通常是指平均粒径、相或其他结构单元的尺寸介于1-100nm之间的材料[1]。
当材料的粒度小于其临界尺寸时就要发生理化性质的明显改变，在性能上出现与固体完全不同的行为，成为“物质的新状态”。
当物质的线度减小到纳米尺度时，将显示出奇特的效应：1、小尺寸效应：纳米材料中的微粒尺寸小到与光波波长或德布罗意波长、超导态的相干长度等物理特性相当或更小时，晶体周期性的边界条件被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，使得材料的声、光、电、磁、热、力学等特性出现改变。
2、表面效应：纳米材料由于其组成材料的纳米粒子尺寸小，单位质量粒子表面积的增大，表面原子数目的骤增，使原子配位数严重不足。
高表面积带来的高表面能，使粒子表面原子极其活跃，很容易与周围的物质反应，也容易吸附气体。
这一现象被称为纳米材料的表面效应。
利用这一性质，人们可以在许多方面使用纳米材料来提高材料的利用率和开发纳米材料的新用途，如提高催化剂效率、吸波材料的吸波率、涂料的遮盖率、杀菌的效率等。
3、量子尺寸效应：在纳米材料中，微粒尺寸达到与光波波长或其他相干波长等物质特征尺寸相当或更小时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散并使能隙变宽的现象叫纳米材料的量子尺寸效应。
4、宏观量子隧道效应：纳米材料中的粒子具有穿过势垒的能力。
宏观物理量在量子相干器件中的隧道效应叫宏观隧道效应。
除此之外，纳米材料还有介电限域效应、表面缺陷、量子隧穿等。
这些特性使纳米材料出现很多从未出现的“反常现象”，从而出现了许多不同于常规固体的新奇特性，在催化、发光材料、磁性材料、半导体材料、精细陶瓷材料等领域展示了广阔的应用前景[2]。
作为过渡金属硫化物的硫化锌（ZnS），是具有较宽直接带隙的ⅡB- Ⅵ族化合物半导体材料。
均匀沉淀法制备单分散纳米ZnS及发光性能
均匀沉淀法制备单分散纳米ZnS及发光性能杨超舜;叶鹏;周雅伟;赵晓鹏【摘要】采用均匀沉淀法,乙酸锌和硫代乙酰胺(TAA)分别提供Zn源和S源,无水乙醇为分散介质,十八胺(ODA)为分散剂,成功制备了小于50 nm的单分散ZnS纳米颗粒,并就反应温度、分散剂浓度、溶液浓度和陈化时间对ZnS纳米颗粒粒径的影响进行系统研究.用SEM、激光纳米粒度仪、XRD、PL、EL对样品进行了表征,结果表明:维持一定的分散剂和溶液浓度于0℃陈化24h,样品粒径最小且结晶度佳,干燥和退火后的发光样品在275 nm的紫外光激发下发射出490 nm左右的蓝绿光,在2 kV(样品厚度1 mm)激励下发射出520 nm的绿光.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2010(026)009【总页数】6页(P1561-1566)【关键词】ZnS;均匀沉淀法;单分散;光致发光;电致发光【作者】杨超舜;叶鹏;周雅伟;赵晓鹏【作者单位】西北工业大学智能材料实验室,西安,710129;西北工业大学智能材料实验室,西安,710129;西北工业大学智能材料实验室,西安,710129;西北工业大学智能材料实验室,西安,710129【正文语种】中文【中图分类】O472.3当半导体纳米晶(也称量子点，QD)的尺寸减小到与激子波尔半径相当时，连续能级变为分立轨道，带隙增大，表现出显著的量子限域效应和独特的光电性质[1]。
ZnS是一种典型的直接宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，具有优良的发光性能和光电转换特性，在电致发光、平板显示、太阳能电池、非线性光学器件、传感器等领域有潜在的应用[2-4]，从而引起了国内外科学工作者的广泛关注。
ZnS纳米发光材料的发光特性取决于其表面状态，而表面状态又与制备工艺密切相关，在不同工艺下制备ZnS发光材料，其发光性能存在显著差异。
ZnS纳米颗粒的液相制备方法很多，主要有水热法(HydrothermalMethods)[5-6]、溶胶-凝胶法 (Sol-Gel)[7]、微乳液法(Microemulsion)[8]、紫外辐照法 (Ultraviolet Irradiation)[9]和均匀沉淀法 (Homogeneous Precipitation)[10]等，均匀沉淀法能保证溶液中的沉淀处于一种平衡状态，从而均匀地析出，具有反应温度低、样品纯度高、产物单分散性好的优点。
《ZnO@ZnS复合材料多声子共振拉曼散射和光致发光性质研究》
《ZnO@ZnS复合材料多声子共振拉曼散射和光致发光性质研究》ZnO@ZnS复合材料多声子共振拉曼散射与光致发光性质研究摘要：本文系统研究了ZnO@ZnS复合材料的多声子共振拉曼散射及光致发光性质。
通过实验数据与理论分析相结合，探讨了ZnO 与ZnS复合后的结构特性、光学响应以及能量传递机制。
本研究的成果有助于深入理解复合材料的光学性能，并为相关领域的应用提供理论支持。
一、引言随着纳米技术的发展，ZnO和ZnS等半导体材料因其独特的物理和化学性质，在光电子器件、生物医学和光催化等领域展现出巨大的应用潜力。
ZnO@ZnS复合材料因其结合了ZnO和ZnS 的优点，在光学性能上表现出独特的特点。
本文旨在研究该复合材料的多声子共振拉曼散射及光致发光性质，以期为相关领域的应用提供理论依据。
二、ZnO@ZnS复合材料的制备与表征本文通过溶胶-凝胶法成功制备了ZnO@ZnS复合材料。
利用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等技术对材料进行了结构表征，确定了复合材料的晶型和微观结构。
此外，通过调节ZnO和ZnS的比例，得到了不同成分的复合材料，为后续的光学性能研究提供了基础。
三、多声子共振拉曼散射研究拉曼散射是研究材料振动和结构的一种有效手段。
在本文中，我们研究了ZnO@ZnS复合材料的多声子共振拉曼散射。
通过测量不同波长激光激发下的拉曼光谱，观察到多声子共振现象对拉曼散射的影响。
分析表明，复合材料中的声子模式与纯ZnO和ZnS相比有所不同，这可能与复合材料中的界面效应和能量传递机制有关。
四、光致发光性质研究光致发光是研究半导体材料光学性能的重要手段。
本文通过测量ZnO@ZnS复合材料的光致发光光谱，研究了其发光机制。
结果表明，复合材料表现出较强的紫外和可见光发射。
通过分析不同成分比例的复合材料的光谱，发现发光强度和波长随成分比例的变化而变化。
此外，我们还探讨了多声子共振对光致发光的影响，发现多声子共振能够增强光致发光的强度和效率。