【摘 要】
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本研究利用有机金属化学反应法制备了Mn2+掺杂MnS/CdS异质纳米结构,其粒径大小为5-9nm左右。通过改变CdS外延层的厚度,可调节MnS-CdS界面处的应力,从而调节掺杂于界面处的Mn
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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本研究利用有机金属化学反应法制备了Mn2+掺杂MnS/CdS异质纳米结构,其粒径大小为5-9nm左右。通过改变CdS外延层的厚度,可调节MnS-CdS界面处的应力,从而调节掺杂于界面处的Mn离子的荧光峰的位置。本研究第一次通过异质外延生长产生GPa量级的晶格失配应力,将掺杂Mn的发光峰从585nm调节到了670nm。利用高分辨透射电镜(hRTEM)和快速傅立叶变换(FFT),我们能够直观地看到生长在MnS纳米晶表面的CdS外延层,并且能够标出其晶界。X射线衍射(XRD)研究表明,外延的CdS晶体压缩自己的一些晶面来配合MnS纳米晶衬底。此外,所制备的纳米粒子能够自组装成为超晶格结构,并且通过对超晶格衍射峰的分析可以较精确地确定粒径分布。电子自旋共振(ESR)研究表明部分Mn离子以掺杂的方式进入CdS的晶格中。通过分析不同加量方式和不同温度下得到的Mn掺杂MnS-CdS的吸收和荧光光谱,我们找到了影响荧光峰位置的三个主要因素:外延层厚度(应力),外延生长方向,和掺杂Mn离子的径向分布。通过调控这三个主要因素,可以对Mn的荧光峰的位置进行连续地调节。荧光时间衰减研究表明,掺杂Mn离子的衰减时间为纳秒量级,并且随着纳米颗粒的减小而减小,但是掺杂在越小颗粒中的Mn离子对荧光强度的贡献却越大。利用固体连续弹性理论,推导出晶格失配导致的应力在纳米晶中的分布公式,从而确定掺杂Mn离子在晶格中所受到的应力大小,为以后的实验和实际应用提供理论指导。
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