陶瓷基體彌散納米Ge光致發(fā)光材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、近年來，納米Ge鑲嵌絕緣介質(zhì)基體由于在光電子及量子器件等領域表現(xiàn)出優(yōu)異的光學特性和廣闊的應用前景，引起了人們的重視。然而，到目前為止，對于Ge納米粒子鑲嵌的絕緣介質(zhì)基體研究主要集中在非晶SiO<,2>基體，而在陶瓷基體中制備Ge納米粒子的研究未見報道。事實上，陶瓷材料具有優(yōu)異機械性能以及耐高溫、抗氧化、耐磨損等優(yōu)良特性，可以為彌散在其中的Ge納米粒子提供穩(wěn)定的環(huán)境和保障，有望拓展該類材料的應用前景。 本文以硝酸鋁、正硅酸乙酯(T

2、EOS)和3-三氯鍺丙酸為原料采用濕化學法結(jié)合熱處理制備了Al<,4+2x>Ge<,2-2x>O<,10-x> (0.25≤x≤0.40)陶瓷粉體和Al<,12>(Si<,4-x>Ge<,x>)O<,26>(0Ge<,2>O<,13>、Al<,12>Si<,3.75>Ge<,0.25>O<,26>粉體進行還原，還原產(chǎn)物在室

3、溫下觀察到可見光區(qū)的光致發(fā)光現(xiàn)象。 研究表明：發(fā)光強度依賴于還原工藝，Al-Ge-O體系和Al-Si-Ge-O體系中最佳還原工藝分別為550℃和500℃，時間均為3h；發(fā)光峰位并不隨著體系或還原工藝的不同而發(fā)生明顯變化，幾乎都在564，611，681，730和774nm。未還原的A<,16>Ge<,2>O<,13>、Al<,12>Si<,3.75>Ge<,0.25>O<,26>粉體在相同條件下幾乎均不發(fā)光。在兩個體系發(fā)光最強的樣

4、品中，Ge粒子均以結(jié)晶程度較差的納米團簇形式存在，平均尺寸分別為1.98nm和1.95nm。 對上述兩個體系中一次還原發(fā)光最強的樣品在較低的溫度下進行二次還原，利用PL、Raman、HRTEM等測試手段對二次還原樣品的結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。相比于一次還原發(fā)光最強的樣品，二次還原得到的樣品發(fā)光強度顯著增加，并在400℃還原時達到極大值。此時在Al-Ge-O體系和Al-Si-Ge-O體系中，Ge納米粒子平均尺寸略有增大，分別為2.4