Ag掺杂ZnO纳米结构的制备及荧光增强效应的研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aspxcss
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
ZnO作为重要的Ⅱ~Ⅵ族半导体纳米材料,具有独特而优异的光电特性和很好的生物相容性,在发光二极管、传感器、光催化、生物医学等领域具有广阔的应用前景。最近,通过贵金属掺杂或修饰的ZnO半导体材料可较大幅度地提高其发光效率,已成为目前研究的一个热点,其中对金属Ag纳米颗粒的研究最为活跃。本文将Ag纳米颗粒引入到ZnO纳米结构中,利用Ag纳米颗粒的局域表面等离子体共振(LSPR)效应来增强ZnO荧光发射强度。  采用水浴结合光照法,在Si(100)衬底上制备Ag/ZnO纳米花结构,研究了不同Ag掺杂浓度和光照时间分别对ZnO荧光强度的影响。同时也通过溶胶凝胶结合煅烧法制备了多孔状Ag/ZnO纳米晶,研究不同银浓度的多孔状ZnO纳米晶发光强度的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光谱(PL)分别对Ag/ZnO纳米复合物的结构、形貌和光学性能进行了研究。  研究发现:(1)通过水浴法制得的ZnO纳米花结构长度约1.0μm,直径为200nm左右。Ag纳米颗粒生长在ZnO纳米结构表面,由于银掺杂浓度和光照时间不同,其分布的密度也不同。(2)XRD结果显示Ag掺杂后Ag/ZnO纳米花结构衍射峰的强度都增强。当掺杂浓度为0.09M时,在衍射角为38.28°出现了Ag2O的衍射峰。而当光照时间不同时,在5min出现了Ag3O4的衍射峰。(3)PL表明,银浓度和光照时间的不同能极大的影响ZnO荧光发光强度。当银掺杂浓度为0.03M时,Ag/ZnO纳米花结构具有最强的紫外发射强度,同未掺杂的ZnO相比,紫外发光强度提高了11倍。而当光照时间为5min时,Ag/ZnO纳米花结构也具有最强的可见发射强度。(4)采用溶胶凝胶结合煅烧法制备了多孔状Ag/ZnO纳米晶,随着银浓度的增大,其形貌从多孔状转变成固态。Ag掺杂的ZnO纳米晶未出现其他杂相衍射峰。当银浓度为0.5mM时,多孔状Ag/ZnO纳米晶具有最强的紫外发射强度,同未掺杂的ZnO相比,紫外发光强度提高了2倍。因此,Ag/ZnO纳米复合结构可望应用于制备生物标记的荧光探针,将大大提高分析的灵敏度和选择性。
其他文献
硬磁性纳米颗粒的开发与磁性研究是新型纳米结构材料研究领域内的一个热点,也是深入理解基本磁学问题的良好载体。当磁性纳米颗粒的尺度减小至原子量级时,颗粒所具有优异的磁学
1976年,N.W.Ashcroft和N.D.Mermin撰写的《Solid State Physics》中详细解释了晶体中电子在外加电场下的运动规律,介绍了准经典运动方程;1999年,G.Sundaram和Q.Niu提出了半经典
用相对论流体力学模型来描述原子核碰撞后的系统的演化,在高能重离子碰撞研究领域中有着长期的历史。遵循物理学规律得到的流体力学方程是解决高能量密度的源的物理学量随时
近年来薄膜太阳能电池的加工及成本低廉,使其成为研究热点,并取得了较快的发展。为了更好的改善太阳能电池的能量转化效率,最重要是增加太阳能电池的光吸收。在提高薄膜太阳能电池中硅对光的吸收方面,嵌入二氧化硅纳米粒子相对于金属粒子具有很多优点,如对光无损耗、更好的相容于防反射涂层、极低的悬键密度和表面复合速率。根据所知,首先本文通过FDTD法系统的研究嵌入的二氧化硅纳米粒子在不同半径,阵列周期和嵌入深度等
ZnS半导体纳米晶不仅具有无毒、良好的生物兼容性等优点,而且还具有独特的光学性质,因此近年来在荧光标记、示踪、检测等生物医学领域受到广泛的关注。本论文围绕ZnS纳米晶的
本研究中,将Zn2+和Er3+成功组装到SBA-15介孔分子筛孔道中。本研究采用了两种方法向主体材料SBA-15介孔分子筛材料中组装客体材料Zn2+和Er3+,第一种是液相移植法;第二种是共价
学位