价金属钨酸盐低维纳米材料的制备及其发光性能分析

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1、Y1013S65摘要二价金属钨酸盐低维纳米材料的制备及其发光性能研究完成人：贾润萍博士指导老师：吴庆生教授摘要低维纳米材料以其独特的理化性质越来越多地受到人们的关注，从而成为近年来的研究热点，这类材料在微电子、光电能量转换、图像技术、传感器、薄膜覆盖和环境治理等方面具有广阔的应用前景。纳米颗粒材料和薄膜材料具有较其体相材料更优异的光、电、磁和催化性能，而纳米薄膜则以其更加突出的性能激发了人们的研究兴趣。本文将二者结合起来，开展了低维纳米材料的合成、结构、性能和机理研究，并在胶束模板诱导合成，纳米薄膜

2、的制备、形貌、结构、质量控制和发光性能等方面取得了重要进展。不仅达到了均匀成膜和发光增强的效果，还发现了纳米复合薄膜的发光增／减转换效应。该研究为一系列纳米颗粒烧结薄膜的质量和性能改善奠定了基础，也为纳米光电子器件化提供了更多的便利，因而具有重要的科学价值和实际意义。本文探讨用反相胶柬法合成低维纳米二价金属钨酸盐，得到了粒径约100nlrl的CaW04和SrW04纳米粒子、直径约i00nrfl，长度最大可达几微米的BaW04纳米棒、直径约8011121，长度约32011111的PbW04纳米棒、粒径

3、约80nrrt的ZnW04纳米粒子、直径约60眦，长度约140n／／1的CdW04纳米棒、并对产物的形貌、结构和光学性能进行了分析表征。荧光分析结果表明，当采用240nirl激发时，自钨矿结构CaW04、SrWO。、BaW04和PbW04纳米粒子的发射峰位置分别位于338、350、334和362脚，相对于体相材料分别蓝移了82、70、86和88姗。当采用290姬z激发时，黑钨矿结构ZnW04和CdW04纳米粒子的发射峰位置分别位于408和403nlTt，相对于体相材料分别蓝移了52和60nrn。显示

4、了纳米材料特有的量子尺寸效应。首次报道了HgW04纳米材料的合成方法，用超声法合成出直径约80niTl，摘要长度约200nm的HgW04纳米棒。既为纳米半导体器件提供了重要的基本材料，又为下一步钨酸盐纳米薄膜的系列制备提供了简便的方法。以自制的AW04(A=Ca,Sr，Ba，Pb，Zn，Cd，Hg)纳米粒子为镀膜材料，利用自创的胶棉分散纳米粒子成膜方法，成功制备出AW04纳米薄膜，其中胶棉液的引入可大大改善成膜质量。文中对产物的表面形貌、结构、红外和发光光谱进行了分析表征。发光分析结果表明，当采用2

5、40nm激发时，AW04(A=Ca'St,Ba，Pb，zn，cd，H曲纳米薄膜的发射峰位置分别位于409、392、390、395、430、447和457nm，分别相对于其纳米粒子红移了7l、42、56、30、22、44和27rtrn，相对于其体相材料蓝移了12、27、29、55、30、16和33rim(黑钨矿结构钨酸盐纳米粒子和体相材料的激发波长均为290rim)。另外，还探讨了薄膜形貌与发光性能的关系。为了对上面制备的AW04(A=Ca，St,Ba，Pb，Zn，Cd，Hg)纳米薄膜的发光进行控制，

6、本文提出了纳米Ti02掺杂路线，制各出均匀致密的AW04．Ti02纳米复合薄膜。该方法不仅可以达到均匀成膜和发光增强的效果，还产生了一种发光增／减转换效应。通过对其形貌、结构、光学性质和转换机制的研究发现，Ti02临界浓度与最大发光强度间的关系符合下面的Gaussian分布曲线：。，：％+(—善亏)．g吲等)‘。根据所建立的GauSsian方程，{：ONTAWo，Tj02w√％(A=Ca，St,Ba，Pb，Zn，Cd，Hg)纳米复合薄膜最大发光强度处所对应曩02临界浓度值分别为4．37％、3．93％

7、、3．85％、4．77％、4．19％、3．82％和3．80％。对第二主族的钨酸盐而言，Ti02临界浓度与阳离子的离子势呈正相关：对第二副族的钨酸盐而言，Ti02临界浓度与阳离子的半径势呈指数关系。研究发现，不同结构和形貌的二价金属钨酸盐纳米薄膜发光性能的改善及调控均可通过纳米Ti02掺杂方法实现。由此可见，该方法完全可拓展至其它钨酸盐纳米薄膜体系。关键词：二价金属钨酸盐，低维纳米材料，反相胶束，超声法，纳米薄膜，复合薄膜，胶棉液，发光，增／减转换IIAUlm,aetStudyofpreparatio

8、nandopticalpropertiesoflow—dimensionaldivalentmetaltungstatenanomaterialsByDr．RunpingJiaAdvisor：Prof．QingshengWuABSTRACTLow—dimensionalnanomaterialsbecauseoftheiruniquephysicalandchemicalpropertieshavebeenpaidmoreandmoreattention，andthu