稀土含氧酸鹽微-納米自組裝材料的制備與熒光性能的研究.pdf

1、在過去的十年里，人們對稀土含氧酸鹽微/納米晶體進行了廣泛的研究。這些材料具有新穎的光學、電學和磁學性質(zhì)，被廣泛應用于制備各種顯示器件、光通信材料、固態(tài)激光器、催化劑和熒光標記材料等。與常見的有機染料、量子點相比，稀土含氧酸鹽熒光材料具有發(fā)射峰尖銳、熒光單色性好、有較大的斯托克斯位移、使用壽命長和抗光漂白性等顯著優(yōu)點。當前人們對高屏幕分辨率、高密度、高亮度顯示屏的需求，促進了科研工作者對超細、單分散熒光粉體的深入探索。人們對微/納米級稀土

2、含氧酸鹽熒光材料的興趣越來越高，因為它們和塊材相比具有突出的優(yōu)勢，這些微/納米材料可以實現(xiàn)高堆積密度，使得所生產(chǎn)的發(fā)光器件具有低的光散射和優(yōu)良的發(fā)光性能。
　　納米晶在某一具體領域的應用功能，不僅取決于由其大小和形狀所決定的內(nèi)在特性，許多時候也取決于納米晶之間的相互作用和團聚結(jié)構(gòu)。納米晶的自組裝是納米科學領域一個重要的課題，通過自組裝過程可以對納米材料的表觀尺寸和形狀進行調(diào)控，從而為調(diào)控納米材料的物理和化學性能提供了一條靈活的途徑

3、。因此，研究稀土自組裝微/納米熒光材料具有很大科學研究價值和工業(yè)應用前景。
　　在本論文中，我們以稀土含氧酸鹽納米晶為目標，探索了稀土硼酸鹽和鎢酸鹽納米材料的合成、自組裝和熒光性能。首先，我們開發(fā)了一種簡易的方法，成功制備了由微小納米棒自組裝而成的紡錘狀GdBO3納米結(jié)構(gòu)。對GdBO3納米自組裝晶體的生長機理研究結(jié)果表明，這種納米自組裝結(jié)構(gòu)是在合成過程中受溶液pH值變化誘導形成的。經(jīng)過進一步的奧斯特瓦爾德熟化過程，GdBO3納米自

4、組裝晶體解體并重結(jié)晶形成了盤狀GdBO3微米晶體。當摻雜不同鑭系離子摻雜時，GdBO3納米自組裝晶體和盤狀GdBO3微米晶體能發(fā)各種不同的光。我們分別研究了這些材料的下轉(zhuǎn)移，上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。結(jié)果表明據(jù)預測，GdBO3納米自組裝晶體和盤狀GdBO3微米晶體是稀土離子摻雜的良好基質(zhì)，這些材料不僅在傳統(tǒng)的發(fā)光器件上有很大的應用前景，在生物醫(yī)學工程和太陽能電池工業(yè)也具有很大的應用潛能。
　　其次，我們開發(fā)了一種在水熱法中選擇性合成

5、不同形貌的Gd2(WO4)3微/鈉米晶體的方法，形貌分別為帶狀、星狀和花狀結(jié)構(gòu)。這三種不同形貌，可以通過控制反應過程中的溫度或添加劑來選擇性獲得。我們通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)采集的信息，研究了這些材料的晶體結(jié)構(gòu)和形貌特征。同時通過觀察反應過程中不同時間段樣品的SEM圖片，我們研究了這三種不同形貌結(jié)構(gòu)晶體的生長機理。在這些樣品中摻雜Eu3+和Tb3+離子后，樣品能發(fā)出很強的不同顏色的光，