阴离子掺杂siolt2gt基发光材料发光性能研究

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1、阴离子掺杂Si02基发光材料发光性能研究摘要Si02具有良好的化学稳定性和热稳定性，与硅半导体材料有良好的界面结合，在催化剂载体、介质层材料以及硅基光电子材料等领域具有广泛的应用。进一步研究光学性能发现Si02中存在着多种具有强紫外吸收及良好发光性能的光活性缺陷中心，这使得Si02在光学领域具有良好的应用前景。通过阳离子掺杂及阴离子掺杂可获得具有良好发光性能的氧化硅基发光材料，对其发光机理的研究不仅具有重要得理论意义而且具有重要的应用价值。本文首先采用溶胶．凝胶法制备了未掺杂的纳米Si02，对不同温度、气氛下热处

2、理后材料的光致发光性能进行了研究，实验结果表明，较低热处理温度下未掺杂纳米Si02中主要存在发光峰值位于344nm紫外发光，而经高温下H2气氛中热处理的纳米Si02在385nm和400nm处存在强烈发光，并在长波方向存在一系列发光峰。在稳定溶胶．凝胶法制备纳米Si02的基础上，通过化学掺杂手段制备A13+和Ce3+离子掺杂的纳米Si02，分析了掺杂纳米Si02的光吸收和光致发光性能。不同的A13+和Ce3+离子掺杂浓度可显著改变383nm紫外发光峰的强度，较低的掺杂浓度可增强发光，较高的掺杂浓度则降低发光强度甚至

3、产生发光淬灭。由于Ce”离子的5d激发态很容易受到基体环境的影响，本文采用气氛控制的手段对A13+．Ce”离子掺杂纳米Si02进行S2。和N3。离子掺杂。发现阴离子可明显改变材料的发光波长和发光强度，其中经900"C掺氮处理，Ce3+离子掺杂纳米Si02的发光峰由383nm偏移至370nm，强度增强近2倍。关键词：纳米Si02；光致发光；阳离子掺杂；阴离子掺杂ResearchonLuminescencePropertiesofAnionDopedSilica．．BasedMaterialsABS’I’RAC’l’

4、Silicahasbeenwidelyusedinthefieldofcatalyzercarrier，mediummaterial，andbufferlayerforsilicon—basedphotoelectronicmaterialsduetoitsexcellentchemicalandthermalstability,aswellasitsgoodcombinationwithsilicon。Manystudiesontheopticalpropertyofsilicahaveshownthatthe

5、rearemanyoptic-activedefectcenterswithexcellentUVabsorptionandluminescenceinsilica．Itissignificantandimportanttofurtherstudytheluminescencepropertyandluminescencemechanismofsilica．basedmaterialsmodifiedwithvariouscationandaniondopants．Thenano-sizedsilicawassy

6、nthesizedbySol-Gelmethod，andtheluminescencepropertiesofsilicasamplesheat—treatedatdifferenttemperaturesandindifferentambientswereexamined．Itwasfoundthatthereisaluminesceneebandat344nmfortheundopedsilicasampleafterheat-treatedatlowertemperature．Therearetwolumi

7、nescencebandsal385nmand400nmrespectivelywithalongtailtowardthedirectionoflongwavelengthfortheundopedsilicasampleheat-treatedinH2鼓hightemperature。Onthebaseofstablepreparationofnano．sizedsilica．Al"andCe”cationswerechemicallydopedintosilicananoparticles，andtheir

8、opticalabsorptionandluminescencepropertieswereanalyzed．Theintensityofluminescencebandat383nmchangedwiththechangingconcentrationofdopingions．Theluminescentintensityincreasedwithincreasingc