カルボン酸と複合化したマンガンドープ硫化亜鉛微粒子の発光特性を支配する因子

羧酸络合锰掺杂硫化锌微粒发光性能的影响因素

基本信息

批准号：
09750764
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

逆ミセルは有機溶媒中における界面活性剤会合コロイドであり、ミセル内部に水を可溶化することでナノサイズのウォーターブールを形成できる。このウォーターブール中に様々な水溶性の反応物質を可溶化することによって、ナノサイズ粒子を合成できる。本年度の研究では、逆ミセルを用いて、Mn^<2+>にZnSをドープしたZnS:Mnナノクリスタル蛍光体を合成する手法を確立し、さらに、粒子の凝集状態が光学特性に与える影響を検討した。溶媒としてヘプタン中に界面活性剤ビス(2-エチルヘキシル)スルホこはく酸ナトリウム(AOT)と水を加え、ミセル溶液を作成した。一方に、酢酸亜鉛水溶液と酢酸マンガン水溶液を加え、もう一方には硫化ナトリウム水溶液を加え、2種類のミセル溶液を作成し、両者を混合することによって、ZnS:Mnナノクリスタルを合成した。光吸収スペクトルから、合成したZnS:MnのバンドギャップE_gは4.13eVであり、バルクの値3.58eVよりも大きかった。この差から、effectivemasstheoryに基づくと粒子半径は1.5nmである。粒子半径はポーア半径3nmよりも小さいので、量子サイズ効果によってE_gが増大したことが確認された。発光スペクトルには、2.14eVにMn^<2+>のd-d遷移による発光が見られた。励起スペクトルのピーク位置は4.01eVであり、バルクのE_gよりもブルーシフトした。一方、動的光散乱法(DLS)から求めた粒子半径は11±3nmであり、上記の光測定から求めた値を上回る。これは次のように解釈できる。逆ミセル溶液中で、ー次粒子同士は凝集しているが、AOTによる立体障害によって直接接触していない。したがって、粒子間で電子やホールの移動は起こらず、量子サイズ効果が現れる。今後は、逆ミセル剤にカルポン酸系の添加物を使用して発光強度を増幅させることを計画している。

相反的胶束是有机溶剂中与表面活性剂相关的胶体，可以通过溶解胶束内的水来形成纳米大小的水膜。可以通过溶解该水虫中的各种水溶性反应物来合成纳米化颗粒。在今年的研究中，我们建立了一种合成ZnS的方法：使用倒胶束掺杂的Mn纳米晶磷酸磷脂，并进一步研究了粒子聚集态对光学特性的影响。将表面活性剂双（2-乙基己基）亚磺酸酯（AOT）和水添加到亨普烷中，作为制备胶束溶液的溶剂。在一侧，加入乙酸锌水溶液和醋酸水溶液，并在另一侧加入硫化钠溶液，并制备两种类型的胶束溶液，并将两种溶液混合到合成ZNS：MN纳米晶体。从光学吸收光谱中，合成的Zns：Mn的带隙E_G为4.13 eV，大于3.58 eV的大容量值。从这种差异来看，粒子半径为1.5 nm。由于粒子半径小于3 nm的孔半径，因此证实由于量子尺寸效应而增加了E_G。由于Mn^<2+>在2.14 eV时Mn^<2+>的D-D转变，发射光谱显示出发光。激发光谱的峰位置为4.01 eV，从散装E_G进行了蓝色移动。另一方面，由动态光散射方法（DLS）确定的粒子半径为11±3 nm，大于从上述光测量值获得的值。这可以解释如下：在反向的胶束溶液中，颗粒团聚在一起，但由于AOT引起的空间障碍而没有直接接触。因此，没有电子或孔在颗粒之间移动，并且出现量子尺寸效应。将来，我们计划使用反向胶束剂中的基于羧酸的添加剂来扩增发光强度。