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与掺杂浓度相关的ZnS:Mn纳米粒子的发光性质

杜鸿延 魏志鹏 孙丽娟 楚学影 方铉 方芳 李金华 王晓华 王菲

杜鸿延, 魏志鹏, 孙丽娟, 楚学影, 方铉, 方芳, 李金华, 王晓华, 王菲. 与掺杂浓度相关的ZnS:Mn纳米粒子的发光性质[J]. 中国光学, 2013, 6(1): 111-116. doi: 10.3788/CO.20130601.0111
引用本文: 杜鸿延, 魏志鹏, 孙丽娟, 楚学影, 方铉, 方芳, 李金华, 王晓华, 王菲. 与掺杂浓度相关的ZnS:Mn纳米粒子的发光性质[J]. 中国光学, 2013, 6(1): 111-116. doi: 10.3788/CO.20130601.0111
DU Hong-yan, WEI Zhi-peng, SUN Li-juan, CHU Xue-ying, FAN Xuan, FANG Fang, LI Jin-hua, WANG Xiao-hua, WANG Fei. Luminescent properties of ZnS:Mn nanoparticles dependent on doping concentration[J]. Chinese Optics, 2013, 6(1): 111-116. doi: 10.3788/CO.20130601.0111
Citation: DU Hong-yan, WEI Zhi-peng, SUN Li-juan, CHU Xue-ying, FAN Xuan, FANG Fang, LI Jin-hua, WANG Xiao-hua, WANG Fei. Luminescent properties of ZnS:Mn nanoparticles dependent on doping concentration[J]. Chinese Optics, 2013, 6(1): 111-116. doi: 10.3788/CO.20130601.0111

与掺杂浓度相关的ZnS:Mn纳米粒子的发光性质

doi: 10.3788/CO.20130601.0111
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(No.61006065,No.61076039,No.10804071);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No.20102216110001, No.20112216120005);吉林省自然科学基金资助项目(No.20101546);吉林省科技发展计划资助项目(No.20091039,No.20090555,No.20121816,No.201201116);吉林省教育厅资助项目(No.2011JYT05, No.2011JYT10,No.2011JYT11)

详细信息
    作者简介:

    杜鸿延(1989—),女,吉林长春人,硕士研究生,2010年于长春理工大学获得学士学位,主要从事ZnS纳米晶的掺杂、物性及生物功能化修饰方面的研究。E-mail:duhongyan1806@163.com;魏志鹏(1978—) , 男, 吉林人, 博士后,副教授,2000年于吉林大学获得学士学位,2008年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,2008-2009年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究工作,主要从事宽禁带半导体器件及物理的研究。E-mail:zhipengwei@gmail.com

    杜鸿延(1989—),女,吉林长春人,硕士研究生,2010年于长春理工大学获得学士学位,主要从事ZnS纳米晶的掺杂、物性及生物功能化修饰方面的研究。E-mail:duhongyan1806@163.com;魏志鹏(1978—) , 男, 吉林人, 博士后,副教授,2000年于吉林大学获得学士学位,2008年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获得博士学位,2008-2009年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究工作,主要从事宽禁带半导体器件及物理的研究。E-mail:zhipengwei@gmail.com

    通讯作者:

    魏志鹏,楚学影

    魏志鹏,楚学影

  • 中图分类号: O482.31;TN304.25

Luminescent properties of ZnS:Mn nanoparticles dependent on doping concentration

  • 摘要: 采用溶胶法制备了Mn掺杂的ZnS纳米粒子,探讨了掺杂离子浓度对ZnS:Mn纳米粒子的晶体结构和发光性质的影响。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纳米粒子为立方闪锌矿结构,其在Mn离子的掺杂浓度达到6%时不发生分相,但随着掺杂浓度的增加,纳米粒子的平均粒径会减小。光致发光光谱和荧光光谱的结果表明:通过改变掺杂离子的浓度可实现对ZnS:Mn纳米粒子590 nm附近荧光发射波长的调节。此外,研究了温度对纳米粒子形貌和发光性质的影响。高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察发现,经过50℃陈化1 h后的ZnS:Mn样品的平均粒径增大约为20 nm,且加热陈化有利于ZnS:Mn纳米粒子中Mn2+在590 nm处产生荧光。
  • [1] 邹定海,赖松林,程树英,等. 退火温度对电子束蒸发的ZnS薄膜性能的影响[J]. 电子元件与材料,2010(11):35-37. ZOU D H,LAI S L,CHENG SH Y,et al.. Influence of annealing temperature on properties of ZnS thin films prepared by electron-beam evaporation[J]. Electronic Components Materials,2010(11):35-37.(in Chinese) [2] YEH C Y,LU Z W,FROYEN S,et al.. Zinc blende wurtzite polytypism in semiconductors[J]. Phys Rev B,1992,46:10086-10097. [3] FANG X SH,ZHAI T Y,GAUTAM U K,et al.. ZnS nanostructures:from synthesis to applications[J]. Progress Materials Science,2011,56:175-287. [4] CHEN H,SHI D,QI J,et al.. The stability and electronic properties of wurtzite and zinc-blende ZnS nanowires[J]. Phys Lett. A,2009,373:371-375. [5] BHARGAVA R N,GALLAGHER D. Optical properties of manganese-doped nanocrystals of ZnS[J]. Phys. Rev. Lett.,1994,72:416-419. [6] BEGUM R,CHATTOPADHYAY A. In situ reversible tuning of photoluminescence of Mn2+-doped ZnS quantum dots by redox chemistry[J]. Langmuir,2011,27:6433-6439. [7] NAGAMANI K,REVATHI N,PRATHAP P,et al.. Al-doped ZnS layers synthesized by solution growth method[J]. Current Appl. Physics,2012,12(2):380-384. [8] DATTA A,PANDA S K,CHAUDHURI S. Phase transformation and optical properties of Cu-doped ZnS nanorods[J]. J. Solid,State Chem,2008,181:2332-2337. [9] DIECKMANN Y,CLFEN H,HOFMANN H,et al.. Particle size distribution measurements of manganese-doped ZnS nanoparticles[J]. Anal. Chem.,2009,81:3889-3895. [10] WANG X F,XU J J,CHEN H Y. A new electrochemiluminescence emission of Mn2+-doped ZnS nanocrystals in aqueous solution[J]. J. Phys. Chem. C,2008,112:17581-17585. [11] 李娟娟,徐光明. 掺杂ZnS纳米粒子的制备及应用[J]. 化学进展,2010,22(5):861-866. LI J J,XU G M. Preparation and applications of doped ZnS nanoparticles[J]. Progress Chem.,2010,22(5):861-866.(in Chinese) [12] 毛丽红. 纳米硫化锌发光材料的制备与发光性能研究[D].上海:上海师范大学,2005. MAO L H. Nanometer ZnS luminescence materials preparation and luminous property research. Shanghai:Shanghai Normal University,2005.(in Chinese) [13] ZOU W SH,SHENG D,GE X,et al.. Room-temperature phosphorescence chemosensor and rayleigh scattering chemodosimeter dual-recognition probe for 2,4,6-trinitrotoluene based on manganese-doped ZnS quantum dots[J]. Anal. Chem.,2011,83(1):30-37. [14] HE Y,WANG H F,YAN X P. Exploring Mn-doped ZnS quantum dots for the room-temperature phosphorescence detection of enoxacin in biological fluids[J]. Anal. Chem.,2008,80:3832-3837.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-11
  • 修回日期:  2012-11-13
  • 刊出日期:  2013-02-10

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