陰離子摻雜SiO-,2-基發(fā)光材料發(fā)光性能研究.pdf

1、SiO2具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，與硅半導(dǎo)體材料有良好的界面結(jié)合，在催化劑載體、介質(zhì)層材料以及硅基光電子材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。進一步研究光學(xué)性能發(fā)現(xiàn)SiO2中存在著多種具有強紫外吸收及良好發(fā)光性能的光活性缺陷中心，這使得SiO2在光學(xué)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。通過陽離子摻雜及陰離子摻雜可獲得具有良好發(fā)光性能的氧化硅基發(fā)光材料，對其發(fā)光機理的研究不僅具有重要得理論意義而且具有重要的應(yīng)用價值。 本文首先采用溶膠-凝膠法制備了

2、未摻雜的納米SiO2，對不同溫度、氣氛下熱處理后材料的光致發(fā)光性能進行了研究，實驗結(jié)果表明，較低熱處理溫度下未摻雜納米SiO2中主要存在發(fā)光峰值位于344nm紫外發(fā)光，而經(jīng)高溫下H2氣氛中熱處理的納米SiO2在385nm和400nm處存在強烈發(fā)光，并在長波方向存在一系列發(fā)光峰。在穩(wěn)定溶膠-凝膠法制備納米SiO2的基礎(chǔ)上，通過化學(xué)摻雜手段制備Al3+和Ce3+離子摻雜的納米SiO2，分析了摻雜納米SiO2的光吸收和光致發(fā)光性能。不同的Al

3、3+和Ce3+離子摻雜濃度可顯著改變383nm紫外發(fā)光峰的強度，較低的摻雜濃度可增強發(fā)光，較高的摻雜濃度則降低發(fā)光強度甚至產(chǎn)生發(fā)光淬滅。 由于Ce3+離子的5d激發(fā)態(tài)很容易受到基體環(huán)境的影響，本文采用氣氛控制的手段對Al3+-Ce3+離子摻雜納米SiO2進行S2-和N3-離子摻雜。發(fā)現(xiàn)陰離子可明顯改變材料的發(fā)光波長和發(fā)光強度，其中經(jīng)900℃摻氮處理，Ce3+離子摻雜納米SiO2的發(fā)光峰由383nm偏移至370nm，強度增強近2倍