包埋稀土發(fā)光材料的核-殼型納米復合物的制備和光物理性質.pdf

1、本文研究了包埋稀土發(fā)光材料的核-殼型納米復合物的制備和光物理性質。主要研究內容如下： 1.用改進的Stober方法首次制備出了具有明顯核-殼結構的Eu(DBM)3phen/SiO2納米復合微球。納米復合微球的表面光滑、尺寸分布均勻并且具有很好的單分散性。在紫外光的激發(fā)下，納米復合微球的發(fā)光表現(xiàn)為Eu3+離子的特征發(fā)射。 2.利用激光光譜學進行的研究表明：復合微球中的銪配合物納米團簇存在兩種發(fā)光中心，它們分別對應著配合物的

2、兩種分子構型，包覆前后的對比實驗表明，SiO2殼層對這兩種銪離子發(fā)光中心的影響明顯不同，處于納米團簇表面的發(fā)光中心在包覆后的發(fā)光強度大大增強。 3.實驗研究和理論分析表明，包覆作用有效地減小了Eu3+離子的無輻射躍遷幾率，提高了納米復合微球中的Eu3+離子發(fā)光的量子效率。另外，老化實驗證明復合微球比純的銪配合物具有高得多的穩(wěn)定性。 4.將Eu(DBM)3phen/SiO2復合微球分散在介電常數(shù)不同的聚合物介質中，研究了折

3、射率邊界的變化對Eu3+離子自發(fā)輻射速率的影響。隨著外部介質折射率變大，復合微球中的光場局域態(tài)密度增加，導致復合微球中Eu3+離子的自發(fā)輻射速率增加、輻射能級壽命變短。 5.制備了包埋稀土配合物Eu(DBM)3phen的TiO2復合微球，研究了TiO2復合微球的發(fā)光性質。研究表明，銪配合物在TiO2基質中同樣存在兩種發(fā)光中心；與Eu(DBM)3phen/SiO2復合微球相比，Eu(DBM)3phen/TiO2復合微球的熒光壽命進

4、一步縮短，從而佐證了納米微球中光場局域態(tài)密度與外部介質折射率之間關系的理論。 6.制備了Tb(AcAc)3phen/SiO2復合微球，并對其發(fā)光性質進行了研究。光譜實驗表明Tb3+配合物被有效地引入了SiO2微球中，復合微球發(fā)綠色熒光。利用改進的Stober方法可以在SiO2(TiO2)微球中引入不同的稀土離子配合物，從而制各出1發(fā)射不同顏色熒光的復合微球。在復合微球中，稀土離子處在由有機配體組成的配合物籠中，并不直接與基質相連

5、，避免了基質對稀土離子發(fā)光的猝滅，無須高溫退火即可觀察到較強的稀土離子發(fā)光。這對構建光子晶體、制備發(fā)光薄膜和生物示蹤標志等材料或器件有著重要的意義。 7.在用水熱法制備出YF3：Yb，Tm納米晶的基礎上，利用SiO2對納米晶表面進行包覆，制各了具有高效紫色和紫外上轉換發(fā)光的核-殼型YF3：Yb，Tm/SiO2納米復合物。首次通過控制二氧化硅殼層厚度對納米復合物的上轉換發(fā)光進行了調制，使其短波上轉換發(fā)射得到大幅度地增強。同時，對納