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，人們開始對熒光標記材料產(chǎn)生了濃厚的興趣，特別是隨著納米技術(shù)的發(fā)展，能夠進行生物標記的無機納米晶成為人們追逐的熱點，但是由于生物背底同樣會產(chǎn)生熒光從而對熒光檢測形成干擾，于是不會產(chǎn)生背底干擾的稀土上轉(zhuǎn)換納稀土上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光標記材料米發(fā)光標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)光材料通過多光子機制把長波

2、輻射轉(zhuǎn)換成短波輻射稱為上轉(zhuǎn)換。 受到光激發(fā)時，可以發(fā)射比激發(fā)波長短的熒光的材料。上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機理可以歸結(jié)為上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機理可以歸結(jié)為4種情況種情況:(1) 單離子的步進多光子吸收，這實際上是激發(fā) 態(tài)吸收(ESA)的過程。(2)直接雙光子吸收。這也是一個單離子過程，能量為E1和E2 (E1與E2可以相等也可以不相等)的兩個光子從一個虛擬的中間量子態(tài)被同時吸收終態(tài)E3=E1+E2。(3)多個激發(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： 方便、節(jié)時，在制備金屬氧化物、納米材料等方面優(yōu)勢更突出 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H2S和水蒸氣，最后在1500的流化床中用Ar氣保護活化，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)在溶液中進行化學(xué)反應(yīng)的一種無機制備方法。 水熱法以有機溶劑代替水，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.寬頻帶強吸收 2.吸收帶藍移現(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)性能寬頻帶強吸收寬頻帶強吸收吸收帶藍移現(xiàn)象吸收帶藍移現(xiàn)象納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對紅外寬頻帶有強吸收譜寬頻帶強吸收帶寬頻帶強吸收帶可能導(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，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等對這種藍移現(xiàn)象給出了解釋：已被電子占據(jù)分子軌道能級與未被電子占據(jù)分子軌道能級之間的寬度(能隙)隨顆粒直徑堿小而增大這是產(chǎn)生藍移的根本原因。這種解釋對半導(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。鍵長的改變導(dǎo)致納米微粒的鍵本征振動頻率改變，結(jié)果使光吸收帶發(fā)生移動。上轉(zhuǎn)換納米微粒的發(fā)光 當上轉(zhuǎn)換納米微粒的尺寸小到一定值時可在定波長的光激發(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)射可見光。當粒徑大干6nm時，這種光發(fā)射現(xiàn)象消失。 Tabagi目認為硅納米微粒的發(fā)光是載流子的量子限域效應(yīng)引起的。Brus認為，大塊硅不發(fā)光