納米發(fā)光材料的發(fā)表

1、納米材料的合成及其光學(xué)性能納米材料的合成及其光學(xué)性能黃海濤黃海濤材料材料化學(xué)化學(xué) 20141101909目錄 摘要 上轉(zhuǎn)換納米材料介紹 上轉(zhuǎn)換納米材料的合成 上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能摘要 近年來(lái)，人們開(kāi)始對(duì)熒光標(biāo)記材料產(chǎn)生了濃厚的興趣，特別是隨著納米技術(shù)的發(fā)展，能夠進(jìn)行生物標(biāo)記的無(wú)機(jī)納米晶成為人們追逐的熱點(diǎn)，但是由于生物背底同樣會(huì)產(chǎn)生熒光從而對(duì)熒光檢測(cè)形成干擾，于是不會(huì)產(chǎn)生背底干擾的稀土上轉(zhuǎn)換納稀土上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光標(biāo)記材料米發(fā)光標(biāo)記材料引起了人們的注意。關(guān)鍵詞：納米材料 發(fā)光材料 上轉(zhuǎn)換發(fā)光 熒光材料 雙光子吸收 納米晶上上轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換及其納米材料及其納米材料 稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料通過(guò)多光子機(jī)制把長(zhǎng)波

2、輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射稱為上轉(zhuǎn)換。 受到光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射比激發(fā)波長(zhǎng)短的熒光的材料。上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機(jī)理可以歸結(jié)為上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機(jī)理可以歸結(jié)為4種情況種情況:(1) 單離子的步進(jìn)多光子吸收，這實(shí)際上是激發(fā) 態(tài)吸收(ESA)的過(guò)程。(2)直接雙光子吸收。這也是一個(gè)單離子過(guò)程，能量為E1和E2 (E1與E2可以相等也可以不相等)的兩個(gè)光子從一個(gè)虛擬的中間量子態(tài)被同時(shí)吸收終態(tài)E3=E1+E2。(3)多個(gè)激發(fā)態(tài)離子的共協(xié)上轉(zhuǎn)換。(4)光子雪崩吸收上轉(zhuǎn)換。上轉(zhuǎn)換納米材料的合成上轉(zhuǎn)換納米材料的合成共沉淀法優(yōu)點(diǎn)： 方便、節(jié)時(shí)，在制備金屬氧化物、納米材料等方面優(yōu)勢(shì)更突出 生成的樣品反應(yīng)溫度低，樣品純度高，粒徑小，分散性

3、也很好缺陷： 不適于復(fù)雜的多組分體系的制備Iohannes Hampl 高溫流化床 將Er，Yb和Y的硝酸鹽用尿素共沉淀，得到的沉淀在840下通過(guò)H2S和水蒸氣，最后在1500的流化床中用Ar氣保護(hù)活化，這樣得到了尺寸大約400nm的粒子。水熱法 在特制的反應(yīng)釜(高壓釜)中，采用水溶液作為反應(yīng)體系，通過(guò)將反應(yīng)體系加熱至臨界溫度(或接近臨界溫度)，在反應(yīng)體系中產(chǎn)生高壓環(huán)境從而在一定溫度和壓力下，使物質(zhì)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的一種無(wú)機(jī)制備方法。 水熱法以有機(jī)溶劑代替水，可以適用于一些非水反應(yīng)體系的制備，從而打一大了水熱技術(shù)的適用范圍反應(yīng)釜反應(yīng)釜上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能(1)尺

4、寸與物理的特征量相差不多(2)大的比表面使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內(nèi)部的原子、電子的行為有很大的差別(3)納米微粒具有同樣材質(zhì)的宏觀犬塊物體不具備的新的光學(xué)特性上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能 1.寬頻帶強(qiáng)吸收 2.吸收帶藍(lán)移現(xiàn)象 3.量子限域效應(yīng) 4.上轉(zhuǎn)換納米微粒發(fā)光上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能上轉(zhuǎn)換納米材料的光學(xué)性能寬頻帶強(qiáng)吸收寬頻帶強(qiáng)吸收吸收帶藍(lán)移現(xiàn)象吸收帶藍(lán)移現(xiàn)象納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對(duì)紅外寬頻帶有強(qiáng)吸收譜寬頻帶強(qiáng)吸收帶寬頻帶強(qiáng)吸收帶可能導(dǎo)可能導(dǎo)致的原致的原因：因：（1）量）量子尺寸子尺寸效應(yīng)效應(yīng)（2）表）表面效應(yīng)面效應(yīng)量子限域效應(yīng) 半導(dǎo)體納術(shù)微粒的半徑r

5、aB(激子玻爾半徑)時(shí)，電子的平均自由程受小粒徑的限制，局限在很小的范圍，空穴很容易與它形成激子，引起電子和空穴波函數(shù)的重疊，這就報(bào)容易產(chǎn)生激子吸收帶。表面效應(yīng)表面效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)量子尺寸效應(yīng)由于顆粒尺下降能隙變寬，這就導(dǎo)致光吸收帶移向短波方向，Ball等對(duì)這種藍(lán)移現(xiàn)象給出了解釋：已被電子占據(jù)分子軌道能級(jí)與未被電子占據(jù)分子軌道能級(jí)之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大這是產(chǎn)生藍(lán)移的根本原因。這種解釋對(duì)半導(dǎo)體和絕緣體都適用。 由于納米微粒顆粒小，大的表面張力使晶格畸變，品格常數(shù)改變。對(duì)納米氧化物和氮化物小粒于研究表明第一近鄰和第二近鄰的距離發(fā)生變化。鍵長(zhǎng)的改變導(dǎo)致納米微粒的鍵本征振動(dòng)頻率改變，結(jié)果使光吸收帶發(fā)生移動(dòng)。上轉(zhuǎn)換納米微粒的發(fā)光 當(dāng)上轉(zhuǎn)換納米微粒的尺寸小到一定值時(shí)可在定波長(zhǎng)的光激發(fā)下發(fā)光。1990年，日本佳能研究中心的H .Tabagi發(fā)現(xiàn)，粒徑小于6nm的硅在室溫下可以發(fā)射可見(jiàn)光。當(dāng)粒徑大干6nm時(shí)，這種光發(fā)射現(xiàn)象消失。 Tabagi目認(rèn)為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應(yīng)引起的。Brus認(rèn)為，大塊硅不發(fā)光