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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。