单斜PbWO₄纳米带相关性质的研究

郑春华 高玲玲 庄慧慧

摘要：20世纪90年代以来，人们对闪烁晶体的研究和开发呈现出了极大的兴趣。作为一种重要的无机材料，金属钨酸盐在光致发光、微波、光纤、闪烁体、湿度感应、磁性以及催化剂等方面都有着广泛的应用前景。本文研究长达毫米数量级的单斜钨酸铅纳米带的相关性质，实验表明在低温条件下具有优良的蓝绿色发光性能，在室温下制作的光传感器具有高灵敏快响应特性。

关键词：钨酸盐纳米晶体;光学性质;湿敏性

中图分类号：TB383.1 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2018）12-0276-01

1.引言

PbWO;晶体作为欧洲原子核研究组织大型强子对撞机首选探测材料，成为国内外的研究热点。但是它在室温下的发光效率很低，发光性能和抗辐照硬度都与样品有关。钨酸铅晶体在通常情况下可同时存在白钨矿结构和斜钨矿结构，而且几种结构相可在一种晶体中出现。钨酸铅晶体又是一种物理性质结构敏感的晶体，这就给研究其光谱现象的物理本质带来困难。

2.PbWO₄纳米带的光学性质

2.1 单斜PbWO₄纳米带的能带分析

根据能带理论PbWO₄晶体的导带由W⁶⁺的5d电子和Pb²⁺的6p电子组成，价带由Pb²⁺的6s电子和O^2-的2s电子。根据文献报道，在PbWO₄晶体带隙中存在着（WO₄）^3-和Pb⁺-VO电子空穴中心。当温度低于40K時用紫外光（325nm）或X射线照射晶体时将会产生（WO₄）^3-电子中心和一些空穴中心，而当温度大于40K且小于180K时将会产生Pb⁺-VO电子中心。（WO₄）^3-和Pb⁺-VO中心离导带底的能量差值分别为0.05eV和0.55eV。

2.2 单斜PbWO₄纳米带的反射谱

在300-2400nm范围内测反射光谱，如图2.1，从反射光谱可以看到PbWO₄有三个吸收带，分别为300～335nm、335～380nm和426～480nm。……