[發明專利]一種基于氧吸附硫空位熒光發射的ZnS基固溶體熒光材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011624642.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112760092B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王連軍;王建成;周蓓瑩;江莞
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C09K11/56
• 分類號: C09K11/56;C09K11/58;C09K11/88;C01G11/02;C01G9/08
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 魏峯;黃志達

本發明涉及一種基于氧吸附硫空位熒光發射的ZnS基固溶體熒光材料及其制備方法和應用。該方法包括：將鋅鹽和其他金屬鹽的混合溶液與硫源溶液混合，調節pH值為9?11，然后真空熱處理。該方法合成過程簡單，可大批量生產，并且調控陽離子固溶比例可實現寬光譜范圍的熒光發射，調控溫度可實現基于ZnS基固溶體同質結的雙重熒光發射。

技術領域

本發明屬于熒光材料及其制備和應用領域，特別涉及一種基于氧吸附硫空位熒光發射的ZnS基固溶體熒光材料及其制備方法和應用。

背景技術

在過去幾十年里，半導體缺陷對其性能的影響引起了人們極大的關注，并對其結構、內在性質和起源進行了廣泛的研究。眾所周知，在半導體材料的合成制備過程中，缺陷的產生無法避免，而這些缺陷的存在往往被認為是對材料性能不利的。然而最近十幾年，隨著缺陷工程概念的提出，相比于消除缺陷，人們更傾向于利用缺陷來改善材料的性能。同時，一味地歸咎于缺陷不利于材料性能的觀點也開始被質疑，如2006年ShigefusaF.Chichibu在Nature Materials(Origin of defect-insensitive emissionprobability in In-containing(Al,In,Ga)N alloy semiconductors，2006,5(10):810-6)中報道了在In摻雜InGaN,AlInN和AlInGaN的體相材料中熒光發射對缺陷不敏感，且認為合金化或摻雜異質原子的非均質晶體即使在晶體有缺陷時，也可創新地作為未來高效發光材料。到目前為止，對缺陷的開發利用已經在很多方面得以實現，比如光催化、電子自旋過濾、熱電轉換、熒光發射等方面以及涉及光電探測器、邏輯電路等電子器件的設計。更重要的是，基于空位、間隙、替換、位錯以及結構缺陷等多種缺陷類型，缺陷工程的研究更加具有多樣性。其中以硫屬半導體材料中硫空位的研究最廣泛，比如利用硫空位捕獲電子的能力以及晶格異質的結構缺陷，在ZnS、CdS等寬禁帶半導體中實現光生載流子的分離以增強光催化產氫的性能；在二維材料MoS₂、WS₂中利用硫空位吸附氧實現帶電激子到中性激子的轉變以增強熒光發射等。