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遷移金属イオンをドープしたZnSナノ粒子のフォトルミネッセンス特性

过渡金属离子掺杂ZnS纳米颗粒的光致发光性能

基本信息

批准号：
01F00267
负责人：
磯部徹彦
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ポリアクリル酸(PAA)が共存する反応場を利用してナノクリスタルが均一に分散した透明なコロイド溶液を合成し、UV照射下でのPL増強効果の波長依存性を検討した。240nmから340nmの波長範囲で連続的に勘起しながら、PL強度の時間変化を調べた。その結果、励起スペクトルのピーク波長(321nm)での照射によるPL増強効果がもっとも大きいことがわかった。また、UV照射後の励起スペクトルはブロードになり、短波長側の成分割合が増加した。UV照射による光吸収スペクトルの変化が少ないことから、粒径分布の変化はほとんど起こらなかった。UV照射による光化学反応によってZnSO_4,Zn(OH)_2,SなどがZnS : Mn^<2+>ナノクリスタル表面に生成され、量子閉じ込め効果が増強されることが考えられる。しかし、PAAのカルボキシル基で表面修飾されたナノクリスタルのコロイド溶液中では、光化学反応によって形成される被覆層はゆっくりと形成されるので、前述の効果は少ないものと推察される。ナノクリスタルではエキシトンの離散的なエネルギー準位が形成される。また、ナノクリスタルでは表面に起因する欠陥準位を有する。上記の結果に基づき、UV照射により励起された電子がこの欠陥準位にトラップされ、エキシトンの高いエネルギー準位へ励起できるようになり、励起スペクトルの短波長成分の割合が増加されるという新しいモデルを考案した。ZnS : Cu^+ナノクリスタルの合成では、Cu(I)の錯体を利用してCu(I)をZnS中へドープする合成法を開発した。同法により合成されたZnS:Cu^+ナノクリスタルは、波長527nmにPLピークを有し、緑色に発光する。X線光電子分光スペクトルからCu(I)が存在することも確認した。さらに、上記のUV照射によるPL増強効果がZnS : Cu^+ナノクリスタルにも観測された。

The wavelength dependence of PL enhancement effect under UV irradiation is discussed in the synthesis of transparent solutions by using ultraviolet radiation (PAA) for blue shift reflection field. The wavelength range from 240nm to 340nm is continuously adjusted, and the time variation of PL intensity is adjusted. As a result, the excitation wavelength (321nm) increases the PL intensity. After UV irradiation, the excitation starts to increase, and the composition of the short wavelength side increases. UV irradiation can reduce the absorption and particle size distribution. Photochemical reactions of ZnSO_4, Zn (OH)_2, S to ZnS : Mn^<2+> under UV irradiation were investigated. The surface modification of PAA is carried out in solution, and the photochemical reaction is carried out in solution. The standard of discrete life is formed. The cause of the problem is lack of accuracy. As a result of the above study, the electron excitation at the base wavelength and UV irradiation increased, and the electron excitation at the high wavelength increased. The synthesis of ZnS : Cu^+ ions and Cu(I) ions by using Cu (I) as a dopant has been developed. ZnS:Cu^+ is synthesized in the same way, and the wavelength is 527nm. X-ray photoelectron spectroscopy confirms the existence of Cu(I). The PL enhancement effect of UV irradiation on ZnS : Cu^+ was studied.