《基於界面自組裝法製備一維稀土納米薄膜及其性能》是依託復旦大學，由胡林峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於界面自組裝法製備一維稀土納米薄膜及其性能
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡林峰
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著信息技術的飛躍發展，人們對高清晰、低成本顯示器件的需求越來越迫切，急需開發新型發光薄膜並簡化其製備工藝。界面自組裝技術製備納米薄膜是近幾年新出現的化學自組裝方法，依靠改變納米材料的表面能使其在液－液界面處發生自組裝成為緻密的單層薄膜。本項目擬將多元稀土元素摻雜的納米管，通過界面自組裝的工藝製備稀土納米管透明薄膜，研究該薄膜的光致發光和電致發光性能，並將其中的稀土離子摻雜ZnS納米薄膜組裝成納米電致發光器件。本項目不僅為簡化發光薄膜的製備工藝、降低其成本建立一條新的途徑，而且認識稀土納米材料的組成－結構－性能之間的相關性及其調控規律，揭示稀土納米材料的結構與形貌對發光性能的影響和相關物理化學機制，為進一步提高稀土薄膜的發光性能提供理論依據。
結題摘要
界面自組裝技術製備納米薄膜是近幾年新出現的化學自組裝方法，依靠改變納米材料的表面能使其在“液－液界面”處發生自組裝成為單層納米薄膜。前期工作中，可將將層狀稀土氫氧化物Eu0.05Gd0.95(OH)2.5Cl0.5•0.9H2O 納米片狀晶體組裝成單層納米薄膜，隨後通過加熱拓撲轉變得到了Gd2O3:0.05Eu3+片狀晶體透明薄膜並具有Eu3+光致發光性能。然而，由於片狀晶體在平面內的取向無法得到控制，相鄰的片狀晶體之間為“點接觸”並存在大量的空隙，限制了其實際套用，因此該薄膜的緻密度有待進一步提高。基於以上背景，本課題採用一維稀土納米材料作為自組裝的基元，通過界面自組裝的工藝製備一維稀土納米棒透明薄膜，利用一維稀土納米材料之間的線接觸方式，顯著提高了稀土薄膜的緻密度和平整性，使之具有優異的光致發光性能。再此基礎上，利用界面自組裝工藝製備了雙層Gd2O3:0.05Eu3+/ Gd2O3:0.05Tb3+發光薄膜，顯示出Eu3+和Tb3+兩種發光特性，實現了通過薄膜的成分對其發光性能的可調控。此外，針對在油相中單分散的NaYF4:Yb, Er上轉換納米晶體，在“液－液界面”上自組裝得到了高度緻密和均勻的上轉換NaYF4:Yb, Er發光薄膜，驗證了分散在油相當中的納米結構發生自組裝的可能性，並且建立數學模型，詳細研究了該納米晶體在界面自組裝的熱力學原理。該自組裝方法簡便易行，成本低而且效率高，在功能薄膜製造方面有著十分廣闊的前景和實用價值。該方法得到的稀土納米棒薄膜具有高度的緻密性（＞95%）和納米尺度的平整性，透明並且和襯底具有很強的附著力，發光強度高並且發光顏色可控，因此在顯示器件和光學元器件領域具有良好的套用前景。 此外，作為本課題的另外一個重要突破，首次將該自組裝方法用於納米光探測器的製造，初步探索了該方法用於器件製造的可能性。在油水界面上分別自組裝NiCo2O4納米片狀晶體、ZnO納米微球和ZnS/ZnO納米微球，並將其轉移到Si/SiO2襯底上，隨後在這類功能薄膜上構築了光電器件，獲得了優異的光探測性能。從而開闢了一條新型低成本的納米光電器件的製造工藝。
