收藏本站

稀土掺杂超微材料的制备与上转换发光研究

【摘要】: 千百年来,人们对一些有着令人着迷的奇特发光现象的天然矿石始终怀着执着的追求,将这些发光矿石称为“宝石”,以拥有并缀饰着它们来显耀自身的身价。这种对发光矿石的膜拜促进了人们对发光材料的认识、加工和研究。随着发光学理论的建立和发展,开发具有特定应用价值的发光材料成为可能。稀土化合物材料作为其中研究最广、性能优异的发光材料在二十世纪七、八十年代才曾是材料学和物理学的研究热点之一。近年来,材料的纳米化使材料在尺寸、结构畸变、局域化等方面形成了新的丰富的物理特性。这使得发光材料超微化、纳米化及其对发光特性与机制的影响的研究成为发光物理新的研究热点。稀土掺杂超微和纳米发光材料也成为该热点研究领域的重要部分。本论文着重研究稀土掺杂纳米化合物材料的光致上转换发光现象,分析纳米效应导致的稀土离子光谱特性与发光机制的特殊影响,探索发展一些可推广工业化生产的稀土掺杂超微化合物材料的制备方法,取得了一些重要进展。 用共沉淀法制备Er~(3+)掺杂纳米Y_2O_3材料,研究了这种材料在808nm和488nm激光激发下的上转换发光。在808nm激光激发下,~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和~2H_(11/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)上转换发射带的荧光强度均随激发功率的增加,但前者快于后者。基于速率方程分析认为,能量传递过程~4I_(9/2)+~4I_(11/2)→~4F_(9/2)+~4I_(13/2)是导致红光随激发功率增加而增加要快于绿光随激发功率增加而增加的根本原因。Er~(3+)掺杂纳米Y_2O_3材料在488nm激光激发下出现了多个上转换发射带。最强的上转换荧光带中心波长位于406nm,对应着~2P_(3/2)→~4I_(13/2)的辐射跃迁,为两光子过程。我们的研究表明,发展Er~(3+)掺杂纳米Y_2O_3陶瓷材料以实现可见到紫外上转换的四能级激光运转系统将是一个可行方案。 采用燃烧法制备了不同尺寸的Er~(3+)掺杂Y_2O_3粉体材料,系统地研究了尺寸效应对Er~(3+)掺杂纳米Y_2O_3材料对Er~(3+)离子发光特性的影响。对488nm激光激发下的发射谱的分析发现,随着样品颗粒尺寸的减少,~4S_(3/2)能级和~H_(11/2)能级向基态发射的强度比减少,分析认为属于超敏跃迁的~2H_(11/2)能级与基态的荧光发射几率随粒子尺寸的减少而增加的幅度要大于~4S_(3/2)能级向基态的发射。对518nm激发下554nm的荧光衰减曲线的测试和分析发现,处于~4S_(3/2)激发态的Er~(3+)离子对之间的上转换能量传递几率随粒子尺寸的减少而增加。在980nm激光激发下,随着粒子尺寸减少,上转换强度下降,而上转换红绿荧光强度比随粒子尺寸的减少而增加。对980nm激光激发下的上转换发光研究还发现,随着粒子尺寸减少,“饱和”效应增强。 制备出了微晶体的尺寸大约在10-12nm范围的Er~(3+),Yb~(3+)共掺氟氧化物透明纳米微晶玻璃。相对于玻璃样品,氟氧化物纳米微晶玻璃的上转换发光强度明显提高,纳米微晶玻璃中~2H_(11/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)的绿色荧光和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的红色荧光强度相对于氟氧化物玻璃分别提高25倍和6倍。氟氧化物纳米微晶玻璃相对于氟氧化物玻璃,红、绿强度比发生了明显改变;分析认为纳米微晶体基质声子能量的降低和稀土粒子的聚集作用是导致纳米微晶玻璃上转换光谱特性的变化和上转换光强提高的主要原因。 采用共沉淀法制备了Er~(3+)掺杂和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂LaF_3超微材料,所制备的样品的颗粒呈球形,尺寸为250nm左右。Er~(3+)单掺杂样品中~4S_(3/2)能级和~4F_(9/2)能级的量子效率分别达到67.0%和71.9%。Yb~(3+)的引入极大地提高了上转换强度。分析发现,当Yb~(3+)离子浓度增加,不仅上转化敏化特性发生变化,也使得Er~(3+)-Er~(3+)离子间相互作用增强,并导致了Er~(3+)离子上转换荧光带的强度分布特性改变。 首次采用燃烧-氟化法成功合成了Yb~(3+)/Er~(3+)和Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂的氟化镥超微材料,所制备的粒子尺寸约为210nm。研究了该材料在980 nm激光激发下的上转换发光,观测到了对应着Er~(3+)离子的7种辐射跃迁的5个荧光带以及对应着Tm~(3+)离子的8种辐射跃迁的5个荧光带。所制备的Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂的氟化镥超微材料具备良好的上转换蓝光发射特性。基于速率方程理论分析,认为Yb~(3+)对Tm~(3+)离子的直接合作敏化上转换机制是实现Tm~(3+)离子上转换的主要途径。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵丽娟,杨健,孙聆东,许京军,金杰,张光寅;氟氧化物玻璃陶瓷中上转换发光强度与泵浦激光功率的非平方关系(英文)[J];光电子.激光;2001年12期
2 刘晃清,吴长锋,秦冠仕,林海燕,秦伟平,张继森,赵丹,任新光,吕少哲;二氧化锆纳米材料中三价铒离子的上转换发光(英文)[J];发光学报;2002年06期
3 ;光学玻璃[J];中国光学与应用光学文摘;2000年04期
4 赵丽娟,孙聆东,许京军,张光寅;用转移函数方法研究铒离子上转换发光与抽运功率的关系[J];物理学报;2001年01期
5 秦冠仕,秦伟平,陈宝玖,沈冰,吴长锋,鄂书林,张继森,黄世华;Yb~(3+)和Er~(3+)共掺ZnF_2-AlF_3-PbF_2-LiF多晶和玻璃的光谱性质[J];发光学报;2002年01期
6 ;光学玻璃[J];中国光学与应用光学文摘;2000年05期
7 赵谡玲;徐征;裴晓将;;980nm激发下YLiF_4∶Er~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)中的能量传递过程[J];液晶与显示;2006年02期
8 陈晓波;王亚非;Naruhito Sawanobori;杨国建;崔建生;何琛娟;陈志坚;刘大禾;彭芳麟;宋增福;;纳米相氟氧化物玻璃陶瓷Tm(0.35)Yb(5)∶FOV的上转换发光[J];光谱学与光谱分析;2008年08期
9 牛春晖,曹望和,臧春雨,陈宝玖;Tm~(3+)/Yb~(3+)掺杂亚碲酸盐玻璃蓝红光上转换的研究[J];中国稀土学报;2002年03期
10 夏艳琴;刘政威;肖思国;丁庆磊;张向华;;氟硼酸盐玻璃的上转换发光[J];激光杂志;2006年04期
11 ;发光、荧光材料[J];中国光学与应用光学文摘;1998年02期
12 臧竞存,刘燕行,方方;钨酸钕单晶光谱及其上转换发光[J];中国稀土学报;2001年01期
13 赵谡玲,徐征,侯延冰,裴晓将,徐叙瑢;两种基质中Er~(3+)的上转换发光特性[J];中国稀土学报;2001年06期
14 国伟林,王吉有,林志明,宋广智,赵丽娟,张存洲;633nm激发下掺Er~(3+)TiBa玻璃微球上转换发光的形貌共振[J];发光学报;2002年05期
15 陈晓波,刘凯,庄健,王国文,陈创天;HoYb:YVO_4的上转换发光研究[J];物理学报;2002年03期
16 赵谡玲,徐征,侯延冰,裴晓将,徐叙瑢;温度对YLiF∶Er~(3+)上转换发光的影响[J];中国稀土学报;2002年06期
17 郑飞;赵士龙;徐时清;邓德刚;李晨霞;;Er~(3+)掺杂含Ba_2LaF_7纳米晶氧氟硼硅酸盐玻璃陶瓷发光性能的研究(英文)[J];光子学报;2009年09期
18 ;上海光机所上转换发光生物传感器获国家发明专利[J];中国西部科技;2009年25期
19 王进贤;刘莉;董相廷;刘桂霞;;Gd_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米纤维的制备与表征[J];红外与毫米波学报;2010年01期
20 郭艳艳;王庆凯;吴杏华;曾玮;王殿元;王波;;785nmLD激发下Tm~(3+)/Ho~(3+):Y_2O_3纳米晶的上转换发光[J];武汉大学学报(理学版);2011年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐莉;关彩虹;于孟斌;金亮;陈高云;;上转换发光技术在生化快速检测中的应用研究[A];公共安全中的化学问题研究进展(第二卷)[C];2011年
2 潘秀红;;悬浮技术制备稀土掺杂钛酸盐玻璃及其上转换发光性能[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2011学术交流会论文集[C];2011年
3 陈晓波;李崧;宋增福;;Yb:FOV合作上转换发光的初步探索[A];第六届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2003年
4 杨建虎;姜中宏;;TeO_2-PbCl_2玻璃中铒离子的上转换发光[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
5 牛春晖;曹望和;刘洪敏;黄得康;臧春雨;;Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺杂亚碲酸盐玻璃上转换发光的分析[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
6 臧竞存;谢丽艳;李晓;郭凯;刘国庆;邹玉林;吕超;;双掺饵镱钨酸钡单晶生长及宽带上转换发光[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
7 陈晓波;何琛娟;宋增福;;HoYb双掺氟氧化物玻璃的奇妙上转换发光现象[A];第五届全国光学前沿问题研讨会论文摘要集[C];2001年
8 刘敏;王士维;章健;安丽琼;陈立东;;YAG:Er~(3+)粉体的sol-gel燃烧法合成与上转换发光研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年
9 李富友;;生物成像用上转换发光稀土纳米材料[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
10 窦京涛;侯延冰;;ZBLAN:Yb,Tm双频激发上转换发光的研究[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 熊丽琴;上转换发光稀土纳米材料和磷光铱配合物的合成及生物成像应用研究[D];复旦大学;2010年
2 李艾华;飞秒激光激发稀土掺杂铌酸锂单晶的上转换发光研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 庞涛;稀土掺杂上转换发光材料制备与发光性质研究[D];大连海事大学;2010年
4 郑克志;稀土掺杂微纳材料中高阶多光子上转换发光及其电子布居过程的研究[D];吉林大学;2011年
5 梁会娟;稀土掺杂氧化物和氟化物的上转换荧光增强以及光谱研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 肖生春;稀土掺杂氟氧化物纳米微晶玻璃上转换发光特性研究[D];长春理工大学;2013年
7 贾若琨;上转换纳米材料的合成、表征和机理研究[D];吉林大学;2005年
8 李磊;Er~(3+)及Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂钽铌酸钾锂晶体生长和光谱性能[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 黄立辉;新玻璃体系中Er~(3+)、Tm~(3+)和Yb~(3+)的近红外发光和上转换发光[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
10 汤艳娜;TiO_2@NaYF_4:Yb,Tm核壳结构红外光催化材料的设计、制备及其光催化性质的研究[D];吉林大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙艳;铋系层状铁电氧化物Bi_(3-x)RE_xTiNbO_9陶瓷的制备与上转换发光性质研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 夏从标;稀土离子掺杂的NaNbO_3和Sr_2TiSi_2O_8纳米晶的上转换发光性能研究[D];河南大学;2011年
3 吴琴;氟氧硅铝酸盐上转换白光粉的制备及其光谱特性研究[D];大连海事大学;2010年
4 黄传海;Li~+和稀土离子共掺ZrO2上转换发光增强及温度特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 李堂刚;可见—紫外上转换材料的研制及其在光催化剂中的应用[D];山东轻工业学院;2011年
6 鲁启鹏;上转换纳米多孔材料Y_2O_3:Er~(3+),Yb~(3+)的合成及发光性质的研究[D];北京交通大学;2010年
7 周蕾;基于上转换发光技术生物传感器的研制[D];中国人民解放军军事医学科学院;2004年
8 林君毅;氟化物晶体BaF_2Y_8的生长研究[D];天津大学;2005年
9 贾玉涛;稀土离子Ho~(3+)掺杂氧化物上转换光致发光的研究[D];苏州大学;2010年
10 雷亮;太阳能电池用上转换荧光粉的制备与性能表征[D];华东理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 吴长锋;[N];科技日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|