CeO_2:Eu^(3+)纳米晶的水热合成和光学性能  

Hydrothermal Synthesis and Optical Properties of CeO_2: Eu^(3+) Nanocrystals

作　　者：刘文胜[1] 黄明初[2] 刘国聪[2,3] 

机构地区：[1]湖南师范大学教育科学学院教育技术系,湖南长沙410006 [2]中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙530004 [3]惠州学院新材料研发与化学生物传感技术所,广东惠州516007

出　　处：《中国稀土学报》2015年第2期146-155,共10页Journal of the Chinese Society of Rare Earths

基　　金：国家自然科学基金项目(51162026);广东省自然科学基金项目(S2012010009632);广东省高等学校人才项目([粤财教[2012]41;[2013]246号183);惠州市天鹅计划项目(2014008)资助

摘　　要：以硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)、硝酸铕(Eu(NO3)3·6H2O)、氨水(NH3·H2O)为原料和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,采用水热法制备了CeO2:Eu3+纳米晶,用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外(FT-IR)、拉曼光谱和荧光(FL)等手段对产品的结构和光学性能进行分析和表征。测试结果表明:CeO2:Eu3+是立方萤石结构的纳米晶体,铕以Eu3+形式进入CeO2晶格中致使其晶胞参数略增,晶粒尺寸减小。相比纯CeO2,CeO2:Eu3+的紫外-可见光吸收边发生些许红移,其中CeO2:Eu3+(9.0%)纳米晶的能带隙为2.84 e V。CeO2:Eu3+纳米晶在593,612和632 nm处发橙红光,其中非直接激发(356 nm)的CeO2:Eu3+(1.0%)的磁偶极跃迁(5D0→7F1)占主导,而直接激发(468 nm)的CeO2:Eu3+(5.0%)的电偶极跃迁(5D0→7F2)强度更大,两者均随焙烧温度升高而增强。Using cetyltrimethyl ammonium bromide（ CTAB） as a dispersion agent,a facile hydrothermal method was adopted to prepare CeO2： Eu^3＋nanocrystals with Ce（NO3）3·6H2O,Eu（ NO3）3·n H2O,and NH3·H2O as raw materials. XRD,XPS,TEM,Raman,FT-IR and FL were used to characterize the samples. The results revealed that the as-prepared CeO2： Eu^3＋powders are pure cubic fluorite-type phase. The doped Eu^3＋ions were successfully incorporated to the CeO2 crystal lattice,resulting in slight enlargement of lattice parameters and decreases of the grain sizes. In comparison with CeO2,the UV-Vis absorption edges of CeO2： Eu^3＋nanocrystals have a little redshift. The band gap of CeO2： Eu^3＋（ 9. 0%） nanocrystal is 2. 84 e V. All CeO2： Eu^3＋nanocrystals have orange-red light emission at 593,612 and 632 nm. For indirect excitation of CeO2 host at 356 nm,the magnetic dipole transition（^5D0→^7F1） of CeO2： Eu^3＋（ 1. 0%） nanocrystal dominates the emission spectrum,but the electric dipole emission（^5D0→^7F2） of CeO2： Eu^3＋（ 5. 0%） nanocrystal has an advantage over the former for direct excitation at468 nm,both of which strengthen with increase of calcination temperature.

关 键 词：水热法合成 CeO2:Eu^3+纳米晶 CTAB 光学性能 稀土 

分 类 号：O484.41[理学—固体物理]