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逆ミセル微小反応場を利用した表面修飾ナノ粒子の合成と発光特性

反胶束微反应场表面修饰纳米粒子的合成及其发光性能

基本信息

批准号：
12750614
负责人：
磯部徹彦
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、界面活性剤によって形成される逆ミセルを微小反応場と利用してZnS:Mnナノクリスタルを合成し、さらにリン酸系界面活性剤PhosHを添加したときのMn^<2+>による発光の強度変化を調べた。ヘプタン/AOT/H_2O系逆ミセル溶液を調製し、同逆ミセル溶液80cm^3に1MZn(CH_3COO)_2水溶液0.545cm^3および0.1MMn(CH_3COO)_2水溶液0.05cm^3を混合した。この溶液を、所定のS/(Zn+Mn)モル比になるようにNa_2Sを含む逆ミセル溶液30cm^3に混合し、ZnS:Mn^<2+>ナノ粒子が分散した透明なサスペンションを合成した。このとき、すべてのサンプルで[H_2O]/[AOT]が9.64となるように調製した。さらに[PhosH]/[AOT]=0.0943になるようにサスペンションにPhosHを加えた。ZnS:Mn^<2+>ナノ粒子が分散したサスペンションのUV-Vis吸収スペクトルはS/(Zn+Mn)モル比の減少とともにブルーシフトした。これはZnSのバンドギャップ(Eg)がS/(Zn+Mn)モル比の減少に伴い増加することを意味する。吸収端から求めたEgを用いて、有効質量近似法によって求めた光学的粒子直径は、S/(Zn+Mn)モル比が1.6から0.6に減少するに伴って3.3nmから2.8nmへ減少した。この原因としてS/(Zn+Mn)モル比の減少に伴う逆ミセル内のアニオン濃度およびpHの減少、PhosH添加によるpHの減少および逆ミセル同士の衝突頻度の減少が考えられる。ZnS:Mn^<2+>ナノ粒子が分散したサスペンションは、どの試料もMn^<2+>のd-d遷移によるオレンジ色(波長580nm)発光を示す。この発光に対する励起スペクトルはS/(Zn+Mn)モル比の減少に伴い光学的粒子直径と相関してブルーシフトした。これより、S/(Zn+Mn)モル比を操作することによって粒子直径およびMn^<2+>の発光に最適な励起波長を制御できることが明らかにされた。ZnS:Mn^<2+>ナノ粒子が分散したサスペンションにPhosHを添加することで発光量子効率は増大した。PhosH添加による発光量子効率の増大量はx=1.2のところで最大であった。^<31>P-NMRのケミカルシフトも類似の傾向が見られることから、PhosHとZnS:Mn^<2+>との相互作用が発光効率の増加に重要な役割をすることが明らかにされた。

In this study, the interfacial active agent PhosH was added to the surface of ZnS:Mn to modulate the intensity of light emission. A mixed solution of 80 cm^3 and 0.545 cm^3 of 1MZn (CH_3COO)_2 aqueous solution and 0.05 cm^3 of 0.1MMn(CH_3COO)_2 aqueous solution was prepared. The S/(Zn+Mn) ratio of the solution was determined. The Na_2S/Zn solution was mixed with ZnS: Mn^<2+> particles in 30 cm^3. The ZnS:Mn^<2+> particles were dispersed in the solution. The [H_2O]/[AOT] ratio of this server is adjusted to 9.64. [PhosH]/[AOT]=0.0943. ZnS:Mn^<2+> particles are dispersed and the UV-Vis absorption ratio of S/(Zn+Mn) is reduced. This means that the ratio of S/(Zn+Mn) decreases with the increase of S/(Zn+Mn). The absorption end of the spectrum is calculated by using the mass approximation method. The particle diameter of the spectrum is calculated by using the mass approximation method. The S/(Zn+Mn) ratio decreases from 1.6 to 0.6, accompanied by a decrease from 3.3 nm to 2.8 nm. The reason for this is that the decrease of S/(Zn+Mn) ratio is accompanied by the decrease of pH concentration and pH in the reverse phase, the decrease of pH and the decrease of conflict frequency in the reverse phase due to the addition of PhosH. ZnS:Mn^<2+> particles are dispersed in the sample, and the d-d migration of Mn^<2+> in the sample is observed by fluorescence (wavelength 580nm). The excitation ratio of S/(Zn+Mn) is reduced with the particle diameter and correlation of optical properties. S/(Zn+Mn) is the most suitable excitation wavelength for light emission. ZnS:Mn^<2+> particles are dispersed, and PhosH is added to increase the quantum efficiency. PhosH increases the quantum efficiency by x=1.2 and increases the quantum efficiency by x=1.2. <31>The interaction between PhosH and ZnS:Mn^<2+> increases the luminescence efficiency and is important for P-NMR.