KY3F10-Yb,Tm-Ho與ZnS-Cu納米粒子合成及發(fā)光性能研究.pdf

1、近年來隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)的發(fā)展以及各種先進(jìn)熒光檢測(cè)技術(shù)和儀器的應(yīng)用,熒光標(biāo)記材料已經(jīng)開始成功地應(yīng)用到高靈敏度的生物檢測(cè)和生物成像等領(lǐng)域。而納米半導(dǎo)體發(fā)光材料和稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料作為熒光材料家族中兩個(gè)重要的組成部分,其在生物熒光標(biāo)記領(lǐng)域的應(yīng)用具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。作為熒光標(biāo)記材料,要求納米粒子具有類球形、單分散、小尺寸、水溶性及較高的發(fā)光效率。針對(duì)這一要求,本論文采用熱解法制備了KY3F10:Yb,Tm(Ho)上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米

2、粒子和ZnS:Cu半導(dǎo)體納米發(fā)光粒子,并對(duì)其發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了研究。其主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 (1)以三氟乙酸鹽為前軀體,采用熱解法制備了KY3F10:Yb,Tm納米粒子,并詳細(xì)研究了納米粒子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)。X-射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)檢測(cè)結(jié)果表明:所制備的樣品為純的立方相KY3F10納米粒子,粒子尺寸分布均勻,平均粒徑在13nm左右。通過改變稀土離子的摻雜濃度,確定了其最佳摻雜濃度比例。樣品在不同泵浦功率

3、激發(fā)下的色坐標(biāo)表明,我們得到了上轉(zhuǎn)換藍(lán)光發(fā)射。結(jié)合上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度與泵浦功率之間的雙對(duì)數(shù)曲線關(guān)系,可知樣品的藍(lán)光(481nm)和紅光(646nm)發(fā)射均為三光子吸收過程。同時(shí)對(duì)KY3F10:Yb,Tm納米粒子的發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　 (2)采用上述相同的實(shí)驗(yàn)工藝合成了KY3F10:Yb,Ho納米熒光粉,通過改變稀土離子的摻雜濃度,確定了其最佳摻雜濃度比例。樣品在不同泵浦功率激發(fā)下的色坐標(biāo)表明,我們得到了上轉(zhuǎn)換綠光發(fā)射。結(jié)

4、合上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度與泵浦功率之間的雙對(duì)數(shù)曲線關(guān)系,可知樣品的綠光(541nm)和紅光(659nm)發(fā)射均為雙光子吸收過程。并且,對(duì)KY3F10:Yb,Ho納米熒光粉的發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的分析。在其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下,研究了油酸含量對(duì)產(chǎn)物形貌和粒徑尺寸的影響:在不同油酸含量下,均得到了純的立方相KY3F10:Yb,Ho納米粒子；隨著油酸含量的不斷增加,晶粒尺寸不斷增大,分散性越來越好。當(dāng)以油胺代替油酸作為表面活性劑時(shí),納米粒子的粒徑雖然

5、有所減小,但其分散效果不佳。
　　 (3)以硝酸鋅、硝酸銅和二乙基二硫代氨基甲酸鈉為原料,制得含硫金屬有機(jī)配合物。將含硫金屬有機(jī)配合物在200℃條件下進(jìn)行熱解,制備了亮紫色發(fā)光的ZnS:Cu納米熒光粉。X-射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)檢測(cè)結(jié)果表明:所制備的樣品為純的六方相ZnS納米粒子,且納米粒子單分散、具有球形結(jié)構(gòu)、粒子尺寸在30nm左右。室溫下,樣品的激發(fā)光譜峰值位于243nm處,相對(duì)于ZnS體材料的特征吸收