偏硼酸钡和铌酸锂纳米棒的制备与光学性质

题名:偏硼酸钡和铌酸锂纳米棒的制备与光学性质
作者:何贵平
学位授予单位:华南理工大学
关键词:纳米棒;;水热法;;掺杂;;光致发光
摘要:
 本文选择偏硼酸钡(β-BaB2O4,简称β-BBO)和铌酸锂(LiNbO3,简称LN)这两种具有优异非线性光学性质的晶体作为研究对象。利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂辅助水热法合成了β-BBO和LN纳米棒。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)以及光致发光光谱(PL)等分析测试手段,对所得纳米棒样品的形貌、成分、结构rare earth magnets以及物性进行了研究。论文主要的研究内容和结果如下:
 一、采用CTAB辅助水热法合成了直径在10~20 nm之间,长度为几个微米的β-BBO纳米棒。β-BBO纳米棒在紫外-可见-近红外区域没有明显的吸收边,其二阶非线性光学系数是尿素的1.2倍。室温时,在250 nm波长激光激发下,β-BBO纳米棒在382 nm处有紫外发射。
 二、利用CTAB辅助水热法制备了过渡金属离子Cu~(2+)、Pb~(2+)和稀土金属离子Er~(3+)、Ce~(3+)/Ce~(4+)掺杂β-BBO纳米棒,结构分析表明微量金属离子掺杂并没有改变β-BBO纳米棒的结构。不同的金属离子掺入β-BBO纳米棒中,可以充分展示β-BBO纳米棒的发光,同时对β-BBO纳米棒的发光性质也有影响。在Cu~(2+)、Pb~(2+)共掺杂的β-BBO纳米棒发射光谱中仍观察到了中心位于382 nm的发射峰,与β-BBO纳米棒的发射峰相比,发光中心没有发生偏移,但是其发光强度显著增强,同时研究表明Cu~(2+)对Pb~(2+)有一定的敏化作用。在400 nm波长激光激发下,Er~(3+)、Ce~(3+)/Ce~(4+)掺杂β-BBO纳米棒发射光谱中有中心波长位于515和542 nm处强的绿光发射,发光分别源于β-BBO:Er~(3+)中Er~(3+)的2H11/2,4S3/2→4I15/2能级跃迁。Er~(3+)、Ce~(3+)/Ce~(4+)共掺杂β-BBO纳米棒较Er~(3+)单掺杂β-BBO纳米棒的发光强度显著增强,表明Ce~(3+)是Er~(3+)的有效敏化剂,存http://www.chinamagnets.biz/在着Ce~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程。
 三、通过CTAB辅助水热法制备了直径为20 nm,长度为100 nm左右的LN纳米棒。并且分析了影响LN纳米棒合成的因素,包括锂源的选择、锂铌摩尔比、反应温度和时间。LN纳米棒的发射光谱表现出比较新颖的性质,其发射峰的强度和位置随着激光激发波长的改变而改变,在240 nm激发下有强的位于390 nm处的发射峰。
学位年度:2010