DOI: 10.1016/j.optmat.2021.110858

采用静电纺丝法成功制备了含有Mn掺杂ZnSe/ZnS（Mn:ZnSe/ZnS）核/壳纳米晶体（NCs）的纤维聚合物杂化材料。首先，成功合成了锰掺杂ZnSe NCs，然后在低温水溶液中用ZnS壳对其进行涂覆，从而得到Mn:ZnSe/ZnS NCs。所制备的Mn:ZnSe/ZnS NCs具有4-6nm的尺寸，发射出强烈的特征性发光，该发光源于Mn2+离子中的4T1→6A1跃迁。此外，通过对PMMA/NCs或PAN/NCs混合物进行一步静电纺丝，将所制备的Mn:ZnSe/ZnS NCs分别嵌入到聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚丙烯腈（PAN）纤维中。使用扫描电子显微镜（SEM）对Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA和Mn:ZnSe/ZnS-in-PAN杂化纤维的表面形貌进行成像。采用高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）和选区电子衍射（SAED）测定了Mn:ZnSe/ZnS NCs在聚合物纤维中的分布及其结晶度。所制备的纤维杂化物的光学表征表明，与Mn:ZnSe/ZnS-in-PAN相比，Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA的光致发光大大增强。本文讨论了控制这些发射特性的机理，表明电纺Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA杂化物在设计用于固态照明源和照明设备的发射器方面具有广阔的应用前景。

图1.（a）（3％）锰掺杂ZnSe/ZnS NCs的X射线衍射图；（b）吸收和PL光谱。在〜2eV（600nm）处的PL峰是由于Mn2+离子中的4T1→6A1跃迁引起的。

图2.具有不同NCs浓度的（a，b）Mn:ZnSe/ZnS-in-PAN和（c，d）Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA杂化体的SEM图像：（a，c）1％和（b，d）10％。

图3.（a，b）典型的Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA纤维的TEM图像和SAED图谱，其中嵌入的Mn:ZnSe/ZnS NCs为1％；（c）含10％Mn:ZnSe/ZnS NCs的Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA纤维的TEM图像，（d）HR-TEM图像显示了纤维中Mn:ZnSe/ZnS NCs的原子面。

图4.（a）PMMA纤维，（b-d）Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA杂化物的FTIR光谱随嵌入NCs浓度的变化：（b）1％，（c）5％和（d）10％。插图为显示Mn:ZnSe/ZnS NCs中Zn-S（Se）-Zn振动在485cm-1处的特征吸收带的放大图。

图5.（a）Mn:ZnSe/ZnS NCs粉末（1，蓝线），Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA（2，绿线）和Mn:ZnSe/ZnS-in-PAN（3，红线）杂化物的全扫描XPS光谱和（b）高分辨率XPS光谱。NCs的浓度为10％。

图6.（a）Mn:ZnSe/ZnS-in-PAN，（b）Mn:ZnSe/ZnS-in-PMMA纤维的PL光谱；（c）Mn:ZnSe/ZnS NCs分别嵌入PAN或PMMA中以形成II型或I型结构的能量图。