摘 要：文章用乙二醇為溶劑的溶劑熱法200℃下制備氧化銦錫（ITO）納米粉體，具體探究了氧化銦錫納米應(yīng)用低溫溶劑熱法的制備方法以及轉(zhuǎn)換發(fā)光分析。并且對(duì)低溫溶劑熱法的制備中運(yùn)用了以下兩種上轉(zhuǎn)換納米熒光粉，即In2O3：Er3+/Yb3+、In2O3：Ho3+/Yb3+。

關(guān)鍵詞：氧化銦錫；納米粒子；低溫溶劑熱法；制備；上轉(zhuǎn)換發(fā)光

氧化銦錫（ITO）是在In2O3中添加SnO2所形成的一種固體溶液，是一種半導(dǎo)體材料，得到了很多國(guó)家的青睞。氧化銦錫具有良好的導(dǎo)電率、很強(qiáng)的硬度、耐磨性能好、化學(xué)腐蝕性能好等方面的特性，被廣泛地應(yīng)用在固體平板顯示器、太陽(yáng)能電池、電磁屏蔽、半導(dǎo)材料中。在應(yīng)用的時(shí)候需要將氧化銦錫制作成膜，成膜之前需要制備氧化銦錫的靶材，對(duì)靶材的密度性能有著很高的要求。在一般情況下，會(huì)應(yīng)用氧化銦錫納米粉體真空壓制成靶材。溶劑熱法是建立在時(shí)代發(fā)展基礎(chǔ)上得來(lái)的一種全新的納米粉體合成方式，處于相同的溫度環(huán)境中，溶劑熱度形成的壓力會(huì)大于水熱合成壓力，進(jìn)而促進(jìn)產(chǎn)物的結(jié)晶。

1 氧化銦錫納米粒子的低溫溶劑熱法制備

1.1 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)根據(jù)計(jì)劃所需要稱量氯化銦、氯化錫，將少量稀鹽酸溶劑進(jìn)行溶解，完成攪拌后，在已經(jīng)溶解的溶液中滴入25%的氨水溶液，并控制酸堿值保持在7前后，攪拌之后的一小時(shí)便可獲得前驅(qū)體。最后，再將其移動(dòng)到聚四氟乙烯內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在相應(yīng)的溫度環(huán)境下反應(yīng)一段時(shí)間。待完成反應(yīng)之后，便可以對(duì)所獲得的沉淀物離心并洗滌，從而獲得氧化銦錫納米粉體。

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1.2.1 實(shí)驗(yàn)溶劑的選擇。將不同形式的水與有機(jī)醇作為實(shí)驗(yàn)所需溶劑，基于200℃的環(huán)境下，通過(guò)溶劑的熱反應(yīng)獲取所需的氧化銦錫納米粉體XRD圖，如圖1所示。從圖1可知，在用乙二醇作為溶劑的時(shí)候，得到的XRD圖和In2O3標(biāo)準(zhǔn)卡片的吻合度表現(xiàn)良好，而用水作為溶劑都無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取氧化銦錫納米粉體。所以，選擇正確的溶劑是形成氧化銦錫納米粉體的重要前提。

1.2.2 氧化銦錫納米粉體粒度分布狀態(tài)與粒子形貌。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察可知，當(dāng)反應(yīng)溫度處于200℃時(shí)，那么我們便可以在獲得ITO納米粉體掃描電鏡圖片中了解到，氧化銦錫粉體顆粒的分布狀態(tài)十分均勻，這也證明了其本身具有很好的分散性。用激光納米粒度分析儀測(cè)量的樣品的粒度分布曲線則是顯示出樣品選擇進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之后的平均粒約為30nm，和SEM圖表示的粒徑大小一致。和其他方式得到的氧化銦錫納米粉體相比，溶劑熱合成法得到的粉體更均勻，且不需要進(jìn)行高溫煅燒處理。

2 Er3+/Yb3+共同摻合納米In2O3制備和上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究

2.1 實(shí)驗(yàn)部分

除以上介紹的試劑外，還需氧化餌（AR）、氧化鐿（AR）。根據(jù)計(jì)算稱好所需要試劑的量，將這些試劑溶解在硝酸溶液中，配置成0.1mol.L-1的硝酸溶液，之后取得氧化銦錫配置成0.5mol.L-1的硝酸溶液。根據(jù)摻雜比，取適當(dāng)?shù)腎n（NO3）3、Er（NO3）3、Yb（NO3）3溶液放置在燒杯中。經(jīng)過(guò)攪拌之后加入適當(dāng)?shù)腜EG4000分散劑和氨水溶液繼續(xù)攪拌。在多次攪拌和分離工作完成之后，得到Er3+/Yb3+共同摻合納米In2O3納米粉體。

2.2 結(jié)論分析

2.2.1 上轉(zhuǎn)換熒光光譜及紫外可見(jiàn)漫反射光譜。在In2O3中不摻加離子與稀土離子之后，及應(yīng)用不同制備方式得到的樣品在980nmLD激發(fā)下上轉(zhuǎn)換熒光光譜圖如圖2所示。由圖2（a）可知，沒(méi)摻雜的和單摻雜的在980nmLD激發(fā)下都沒(méi)上轉(zhuǎn)換發(fā)光；而單摻雜Er3+離子的和雙摻雜Er3+/Yb3+的分別在980nm LD激發(fā)下都能發(fā)生上轉(zhuǎn)換發(fā)光，只是單摻雜Er3+的發(fā)光很微弱，當(dāng)共摻雜了Yb3+離子敏化劑后，發(fā)光強(qiáng)度大大提高，說(shuō)明Yb3+離子對(duì)In2O3上轉(zhuǎn)換發(fā)光有很好的敏化效果。但由溶劑熱法合成的發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)比共沉淀法得到的強(qiáng)得多，這種現(xiàn)象主要可能是溶劑熱法合成的樣品納米化的結(jié)果。

2.2.2 離子不同摻雜濃度對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光特征的影響。樣品形成的綠光與紅光的發(fā)射強(qiáng)度會(huì)受Yb3+離子濃度影響而發(fā)生改變，離子濃度越大，樣品的綠光與紅光也會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，并且在摻雜量停留在3%時(shí)，達(dá)到發(fā)光強(qiáng)度的最大值，在這之后強(qiáng)度會(huì)馬上減弱，由此可見(jiàn)，體系的最佳摻雜量為In2O3：3%Er3+，3%Yb3+。

3 In2O3：Ho3+，Yb3+納米晶體的制備和上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究

3.1 實(shí)驗(yàn)部分

除了上文介紹的試劑之外，還需應(yīng)用分析純的氧化鈥、氧化鏡。制備方法同上，最后得到In2O3：Ho3+/Yb3+納米粉體。

3.2 結(jié)論分析

3.2.1 上轉(zhuǎn)換熒光光譜與紫外可見(jiàn)漫反射光譜分析。In2O3在不摻雜離子和摻雜離子之后，應(yīng)用不同制備方式得到的樣品在980nmLD激發(fā)下上轉(zhuǎn)換熒光光譜圖如圖2（b）所示。由圖可知，未摻雜稀土離子的In2O3和單摻雜了Ho3+離子或Yb3+離子的In2O3樣品在980nmLD激發(fā)下都沒(méi)發(fā)生上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象；而共摻后在980nmLD激發(fā)下能發(fā)生上轉(zhuǎn)換發(fā)光，并且共摻雜了Yb3+離子敏化劑后，發(fā)光強(qiáng)度大大提高，說(shuō)明Yb3+離子對(duì)In2O3上轉(zhuǎn)換發(fā)光有很好的敏化效果。但溶劑熱法合成的In2O3：Ho3+/Yb3+熒光強(qiáng)度比共沉淀法所得到樣品的熒光強(qiáng)度要強(qiáng)得多，這現(xiàn)象主要可能是溶劑熱法合成的樣品納米化的結(jié)果。

3.2.2 離子不同摻雜濃度對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光特征的影響。共摻后樣品的綠光、紅光發(fā)射強(qiáng)度均隨著Yb3+離子濃度增大而呈先增強(qiáng)后減弱的變化，綠光在Ho3+濃度為3%時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最大值，之后隨著Yb3+離子濃度增加綠光發(fā)射快速猝滅，而紅光發(fā)射在Ho3+離子摻雜濃度為2.5%時(shí)才達(dá)到最大值。另外，從熒光粉發(fā)光機(jī)理可知，摻雜離子激活對(duì)粉體的發(fā)光本身會(huì)產(chǎn)生重要的影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，以乙二醇為溶劑，在200℃的環(huán)境下應(yīng)用溶劑熱法制備出了氧化銦錫納米粉體。并以此分析為基礎(chǔ)，進(jìn)一步探究了幾種上轉(zhuǎn)換納米熒光粉制備，為把氧化銦納米材料組裝成發(fā)光薄膜提供了重要的研究應(yīng)用支持。

參考文獻(xiàn)

[1]鄧小玲.氧化銦錫納米粒子的低溫溶劑熱法制備和上轉(zhuǎn)換發(fā)光[D].暨南大學(xué)，2010.

[2]楊麗麗.氧化物基質(zhì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料的制備及發(fā)光性質(zhì)[D].暨南大學(xué)，2011.

[3]王俊剛.基于電沉積技術(shù)制備金納米陣列及其在表面增強(qiáng)拉曼光譜，葡萄糖傳感中的應(yīng)用[D].上海師范大學(xué)，2014.

[4]樸圣潔.納米級(jí)氧化銦錫前驅(qū)物漿料制備及ITO涂敷成膜機(jī)理[D].北京化工大學(xué)，2006.