SnO2半导体纳米粒子荧光光谱研究.pdfVIP

第18卷，第4期 光谱学与光谱分析 ：：：!王i盆 量2：：：：：：：：2j=：2i量2：：：：：!全2：!譬奎 垒：掣：：：：翌：! SnO：半导体纳米粒子的荧光光谱研究+ 曹立新 万海保 王淑彬 霍丽华 曾广赋 席时权 中国科学院长春应用化学研究所，130D22长春 、●，、J 本文利用荧光光谱对SnOz纳米粒子水溶胶及其有机溶腔的光学性质进行了研究。发现粒子的表面结构 对其光学性质具有极大的影响。水溶胶的荧光发射是由氧空位控制的，其发射强度较低；有机溶胶由于表面 活性剂的作用，改变了粒子的表面结构．得到了较强的荧光发射。 在信息处理逐步光学化的今天．半导体超微粒子由于具有显著异于体相材料的光学性质，尤其是具有大 大加强的非线性光学响应，而引起人们对其光学性质的研究兴趣n。]。SnO。是一种经典的一型半导体材料，具 有优良的光电性质。常温下，体相SnO。观察不到光致发光现象，但是纳米化的SnO：粒子表面积很大，其表面 存在着许多缺陷，周围环境对其光学性质有着强烈影响。本文采用胶体化学法制备[33了SnOt水溶胶及其有机 溶胶并对其荧光光谱进行了研究。 SnO 图1A是4．55×lo～M2水溶胶分别在 287、323、365、400、440和480nm激发时的荧光光 谱。由图可以看出，不同的激发波长，得到不同的 发射谱带，发射峰的位置随着激发光能量的降低 而红移。在323nm激发时，发射强度最大，当激发 波长为480nm时，发射强度已非常小。Sn02本体在 常温下是不发光的“]，而且由发射峰的位置随激发 波长的变化而变化可以认为此发射不是snOt的带 边发射。在纳米尺度下，由于表面积的增大，界面 “n” 缺陷或界面其它作用可能形成新的能级。通过 囝1 SnO：水溶胶的荧光光谱 TEM观察到水溶胶中SnO：粒子的尺寸为1～ ot Fig·1PhotolumiuescencespectraSu02 Znm，x一光电子能谱的测试证实水溶腔中的SnOz hydroso! 纳米粒子是非化学计量比的．在表面存在着许多 A．atdifferentexcitation wavelength 氧空位，因此认为上述荧光发射是SnOz纳米粒子 B． atdifferent 表面的氧空位引起的．由此也可以看出氧空位结 构的复杂性。由图lB可以看出随着SnOz水溶胶浓 度的增大．荧光发射的强度逐渐降低。认为浓度增 大增加了SnO：纳米微粒间无辐射跃迁的几率，造成荧光强度的减弱。 图2A是4．55×IO叫M DBS与SnO z纳米粒子表面的氧空位相互作用的结果。随着激发波长红移，发射谱带表观出水溶胶的发射谱带 *国家自然科学基金资助项目 156