The preparation method of the trivalent thulium (Tm3 +) doped aluminum nitride (AlN) conical nanostructure of the invention belongs to the technical field of preparing nanomaterials and luminescent materials. The Al powder and TmO2 powder were mixed uniformly in molar ratio of 100:0.5-1 and pressed into compact blocks; the compact blocks were placed in graphite pot and put into the reaction chamber of horizontal DC arc discharge device; the reaction chamber was pumped into vacuum and filled with nitrogen gas, nitrogen gas pressure was 40-50 kPa, and the copper pot was filled with circulating cooling water; during the discharge process, the cathode was reversed time. The needle was rotated at a speed of 2pi/min, the voltage was kept at 20-30V, the current was 100-120A, and the reaction time was 5-15 minutes. The gray Plush powders were passivated in nitrogen for 5-7 hours. The Plush powders were collected on the condensation wall and in the graphite pot as Tm3+ doped AlN conical nanostructures. The invention has the advantages of simple method, fast reaction, low cost, no pollution, high yield, high sample purity, good repeatability, and no need to add catalyst.
【技术实现步骤摘要】
一种三价铥掺杂氮化铝锥形纳米结构的制备方法
本专利技术属于纳米材料和发光材料制备的
,特别涉及了一种简单的制备三价铥(Tm3+)掺杂氮化铝(AlN)锥形纳米结构的方法。
技术介绍
稀土掺杂半导体因其独特的发光特性在光电子领域有广阔的应用前景。稀土掺杂Ⅲ族氮化物半导体,因其在电致发光器件、光纤通信和其他光电领域具有重要的潜在应用价值而受到越来越多的关注。在Ⅲ族氮化物中,GaN已经被广泛研究,在GaN内已经观察到各种稀土元素(Er、Tm、Eu、Dy、Pr和Tb)在室温下发射的可见光发射。GaN被重视的原因除了其具有优良的化学稳定性外,还得益于GaN的宽禁带使其适宜作为稀土离子的基体材料,因为这将允许发光材料可以发出更宽的光谱。与GaN相比,对AlN的研究报导相对较少。事实上,与GaN相比,AlN具有更出色的物理特性,例如,高硬度、高热导性、耐腐蚀,与Si和GaAs有合理的温度适配性;另外,AlN的超宽禁带(Eg=6.2eV)亦表明它更适合作为稀土离子的基体材料,这不仅是因为稀土掺杂氮化铝将具有更大的发光范围,也因为稀土离子在AlN基体中将具有更小的温度猝灭效应(基体材料的禁带宽度越宽,猝灭效应越小)。因此,用AlN作为稀土离子的基体材料,理论上应该比GaN更具有优势。迄今为止,稀土Tm3+掺杂AlN报道相对较少,只是集中在AlN薄膜中,主要使用分子束外延(MaterialsScienceandEngineeringB105(2003)91–96)和磁控溅射(ChinesePhysics15(2006)2445-05)的方法。而纳米粉体Tm3+掺杂AlN目 ...
【技术保护点】
1.一种三价铥掺杂氮化铝锥形纳米结构的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将Al粉与TmO2粉末按100:0.5~1的摩尔比例混合均匀,压成压块;将压块置于石墨锅内,放入卧式直流电弧放电装置的反应室内的铜锅阳极中,钨棒阴极与铜锅阳极相对水平放置;将反应室抽成真空后充入氮气,氮气气压为40~50kPa,铜锅通入循环冷却水;在放电过程中,阴极逆时针旋转速度为2π/min,保持电压为20~30V,电流为100~120A,反应5~15分钟;再在氮气环境中钝化5~7小时,在冷凝壁上和石墨锅中收集灰色的毛绒状粉末为三价铥掺杂氮化铝六方对称纳米结构。
【技术特征摘要】
1.一种三价铥掺杂氮化铝锥形纳米结构的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将Al粉与TmO2粉末按100:0.5~1的摩尔比例混合均匀,压成压块;将压块置于石墨锅内,放入卧式直流电弧放电装置的反应室内的铜锅阳极中,钨棒阴极与铜锅阳极相对水平放置;将反应室抽成真空后充入氮气,氮气气压为40~50kPa,铜锅通入循环冷却水;在放电过程中,阴极逆时针旋转速度为2π/min,保持电压为20~30V,电流为100~120A,反应5~15分钟;再在氮气环境中钝化5~7小时,在冷凝壁上和石墨锅中收集灰色的毛绒状粉末为三价铥...
【专利技术属性】
技术研发人员:王秋实,朱革,王闯,钟敏,辛双宇,张伟,张丽娜,史力斌,
申请(专利权)人:渤海大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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