纳米稀土发光材料的光学特性及软化学制备!.pdf

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1、第"!卷第"期中国稀土学报"’’#年$月BCD&"!E&"F)G5H-I)6+J74JKH7L75-577-5+JL)4K7+9-MN&"’’#$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$纳米稀土发光材料的光学特性及软化学制备!邱关明!"，耿秀娟"，陈永杰"，#，孙彦彬#，$，田一光"，张明#，%（!&长春光机学院材料化工系，吉林长春!#’’""；"&沈阳化工学院化工系，辽宁沈阳!!’’"!；#&东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳!!’’’(

2、；$&吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春!#’’"(；%&扬州大学化学化工系，江苏扬州""%’’"）摘要：概述了纳米稀土发光材料具有的、为传统发光材料无法媲美的%个光学特性，介绍了纳米稀土发光材料的软化学制备方法。通过对各种方法进行比较，指出了其优缺点，并对该类材料在超微化、高密度集成、高空间分辨率等方面的前景进行了探讨及展望。关键词：光学；纳米；发光材料；制备；稀土中图分类号：)(!$*##；+,$""文献标识码：-文章编号：!’’’.$#$（#"’’#）’".’!’/.’(纳米材料和纳米结构的研究开辟了人们认识材料

3、的有效方法和必然趋势。自然的新层次［!］，纳米稀土发光材料是指基质粒!纳米稀土发光材料的光学特性子尺寸在!0!’’12的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量纳米发光材料比常规（大于纳米）发光材料具子隧道效应等。受这些结构特性的影响，纳米稀土有更优越的发光特性，甚至具备同质常规材料不发光材料表现出许多奇特的物理和化学特性，从具备的新的光学特性。主要表现为如下几方面：而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学性质，（!）提高分辨率如光吸收、激发态寿命、能量传递、发光量子效应光学显示器件分辨率高低有

4、双重意义，即像和浓度猝灭等性质。纳米稀土发光材料可广泛应元密度和器件包含的像元总数。由电子束聚焦、发用于发光，显示、光信息传递、太阳能光电转换、光粉颗粒及发光效率等因素而定。发光粉颗粒粒3射线影像、激光、闪烁体等领域，是"!世纪含径达到纳米尺寸，可提高发光器件的分辨率。45+、678和各种平板显示器的信息显示、人类医（"）光谱蓝移或红移疗健康、照明光源、粒子探测和记录、光电子器件随着粒子尺寸的减少，发光粒子的量子能级及农业、军事等领域中的支撑材料［"］。分立，有限带隙展宽，其相应的吸收光谱和发光光最近考虑到纳米稀土发光材

5、料的优异性能及谱发生蓝移。如纳米9")#:7;#<的发射荧光光谱从广泛的应用前景，作者等逐步开始对此类材料的(!=12蓝移到(!’12［#］，从而在能带中形成一系性能和其制备进行较深入地研究。纳米科技是高列分立能级。其量子尺寸效应为：速发展的新兴学科，纳米制备技术也随着科技手"""（"#?）<$!!%@=(&"!（"）>!#"..’*"$=!5A段的进步不断被创新和完善，纳米稀土发光材料"""#"的制备方法有很多，其中有些方法作为研究纳米（!）稀土发光粉性质是可行的，但是大量制备方法尚式中!（"）为纳米粒子吸收带隙；"为

6、粒子半径；有许多要改进的地方。为获取性能优异的发光粉，第"项为量子限域能（蓝移）；第#项为电子’空穴作者等在制备技术和工艺上不断尝试和改进，取对的库仑作用能（红移）；!"5A为有效的里德伯量。得了不少进展，其中软化学方法是合成纳米稀土在一些情况下，粒子经化学修饰后，由于偶极!收稿日期："’’".!’."’；修订日期："’’#.’"."%基金项目：江苏省教育厅归国人员基金项目（8’’’/""!）作者简介：邱关明（!/#$.），男，江苏镇江人，教授，博士生导师"通讯联系人（7O2PQD：2QRSTASP1UVWQ1P&RC2

7、）::$中国稀土学报):卷!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!效应和介电限域效应造成能级改变，带隙变窄，可式中，!#相当于扩散活化能，"为原子振动频率。以观察到光吸收光谱和发射光谱相对粗晶材料呈要抑制晶核增长过程，最有效的手段就是降低温现红移现象。度（$），即用软化学制备最易获得纳米材料。（!）使原不发光的促成发光在较低温度下通过一般化学反应制备，有可对于经表面化学修饰的纳米发光粒子，其屏能得到具有“介稳”、“亚稳”结构的材料体系，

8、从而蔽效应减弱，电子"空穴库仑作用增强，从而使激更有应用潜力。软化学过程更易于实现反应过程、子结合能和振子强度增大，而介电效应的增加会途径和机制进行设计，进而对材料物理化学性质导致纳米发光粒子表面结构发生变化，对原来的进行“剪裁”，有可能获得一些用高温固相反应与禁戒跃迁变成允许，因此在室温下就可观察到较物理合成方法难