多元纳米稀土六硼化物Nd1–xEuxB6 粉末的制备及光吸收研究*

潘晓剑 包黎红† 宁军 赵凤岐 朝洛蒙 刘子忠

1) (内蒙古师范大学物理与电子信息学院,呼和浩特 010022)

2) (内蒙古科技大学理学院,包头 014010)

3) (内蒙古师范大学化学与环境科学学院,呼和浩特 010022)

在真空环境中采用固相烧结法成功制备出了多元稀土六硼化物Nd1–xEuxB6 纳米粉末.系统研究了Eu 掺杂对纳米NdB6 物相、形貌及光吸收性能的影响规律.结果表明,所有合成的纳米粉末物相均为单相的CsCl 型晶体结构,具有立方形貌,平均晶粒尺度为30 nm.光吸收实验结果表明,随着Eu 掺杂量的增加,纳米NdB6透射光波长从629 nm 红移至1000 nm 以上,表现出了透射光波长的可调特性.此外,NdB6 和EuB6 同步辐射吸收图谱表明,Nd 和Eu 原子分别以Nd3+和Eu2+形式存在于纳米NdB6 和EuB6 中,充分说明了Eu 掺杂使NdB6 传导电子数量减少,从而导致其等离子共振频率能量的降低.采用第一性原理计算了NdB6 和EuB6 的能带结构、态密度、介电函数以及等离子共振频率能量,从而定性解释了Eu 掺杂使NdB6 透射光波长红移的特性.

1 引 言

亚稳态的纳米材料具有晶粒尺寸小、表面活性高和比表面积大等特点,从而展现出一些新的物理和化学性能[1−3].当稀土六硼化物晶粒尺度减小到100 nm 时,由于其表面电子等离子共振效应而对近红外光具有很强的吸收.与此同时对可见光也有很高的穿透性.该光学特性不仅在工业上满足了制备隔热玻璃的要求,而且在医学上已应用于光热疗扼杀癌细胞治疗中[4,5].因此,纳米稀土六硼化物的光学性能已成为研究热点.

目前,对于纳米……