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1、低維納米材料是多學(xué)科研究的前沿和熱點(diǎn),由于這類材料在微電子、光電能量轉(zhuǎn)換、圖像技術(shù)、傳感器、薄膜覆蓋和環(huán)境治理等方面的廣闊應(yīng)用前景而備受關(guān)注。薄膜材料具有較其粉體材料更優(yōu)異的光、電、磁和催化性能,納米薄膜則以其更加突出的性能而激發(fā)了人們的研究興趣。本文將二者結(jié)合起來,開展了低維納米材料的合成、結(jié)構(gòu)、性能和機(jī)理研究,并在膠束模板誘導(dǎo)合成,納米薄膜的制備、形貌、結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能等方面取得了重要進(jìn)展,尤其是發(fā)現(xiàn)了納米復(fù)合薄膜的熒光增
2、強(qiáng)/減弱轉(zhuǎn)換效應(yīng),為光電轉(zhuǎn)換器件打下了基礎(chǔ),具有重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)際意義。本文探討用反相膠束法合成低維納米硫化物,得到了直徑160nm~240nm的Sb2S3準(zhǔn)納米圓球和縱橫比高達(dá)90左右的HgS納米線,這既為納米潤(rùn)滑科學(xué)和納米半導(dǎo)體器件提供了重要的基本材料,又為下一步鎢酸鹽納米粒子和薄膜的制備提供了簡(jiǎn)便的方法。在納米硫化物研究的基礎(chǔ)上,對(duì)IIA族金屬鎢酸鹽納米粒子的反相膠束合成方法進(jìn)行了探索,合成出了粒徑約100nm的C
3、aWO4和SrWO4納米粒子、平均直徑約100nm,長(zhǎng)度最大可達(dá)幾個(gè)微米的BaWO4納米棒。并對(duì)產(chǎn)物的形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行了分析表征。熒光分析結(jié)果表明,當(dāng)采用290nm激發(fā)時(shí),CaWO4、SrWO4和BaWO4納米粒子的發(fā)射峰位置分別位于338、350和334nm,相對(duì)于體相材料分別藍(lán)移了82、70和86nm,顯示出納米材料特有的量子尺寸效應(yīng)。以自制的CaWO4、SrWO4納米粒子和BaWO4納米棒為涂膜材料,結(jié)合熱分
4、解法和浸漬—提拉技術(shù),成功制備出ⅡA族金屬鎢酸鹽納米薄膜。首次將膠棉液作為分散劑和成膜劑,大大改善了成膜質(zhì)量。文中對(duì)產(chǎn)物的表面形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,并且對(duì)其紅外、熒光光譜進(jìn)行了表征。熒光分析結(jié)果表明,當(dāng)采用290nm激發(fā)時(shí),CaWO4、SrWO4和BaWO4納米薄膜的發(fā)射峰位置分別位于409、392和390nm,分別相對(duì)于納米粒子紅移了71、42和56nm。另外,還探討了薄膜形貌與發(fā)光性能的關(guān)系。為了對(duì)上面制備的CaWO4、
5、SrWO4和BaWO4納米薄膜的發(fā)光進(jìn)行控制,本文以TiO2為摻雜劑,首次制備出了具有熒光增強(qiáng)/減弱轉(zhuǎn)換效應(yīng)的AWO4(A=Ca,Sr,Ba)-TiO2納米復(fù)合薄膜。通過對(duì)它們的形貌、結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)和轉(zhuǎn)換機(jī)制進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn),TiO2添加量與熒光強(qiáng)度的關(guān)系符合下面的Gaussian分布曲線:(公式略)TiO2納米復(fù)合薄膜最大發(fā)光強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的TiO2理論添加量分別為4.37%,3.93%和3.85%,且與陽離子(Ca2+,Sr2+
6、,Ba2+)的離子勢(shì)呈正相關(guān)。另外,為了論證TiO2對(duì)鎢酸鹽納米薄膜熒光增強(qiáng)/減弱轉(zhuǎn)換效應(yīng)的普適性,本文還以TiO2為摻雜劑制備出了CdWO4-TiO2納米復(fù)合薄膜,考察了TiO2的引入對(duì)CdWO4納米薄膜發(fā)光性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),納米TiO2摻雜CdWO4納米薄膜亦可達(dá)到熒光增強(qiáng)/減弱轉(zhuǎn)換效果。由此可見,該方法完全可拓展到其它鎢酸鹽薄膜體系。關(guān)鍵詞:反相膠束,金屬硫化合物,金屬鎢酸鹽,納米材料,納米復(fù)合薄膜,膠棉成膜劑,熒
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