稀土摻雜Gd基上轉換熒光粉體的制備與發(fā)光性能研究.pdf

1、上轉換發(fā)光材料是在長波長激發(fā)下，發(fā)出短波長的一種發(fā)光材料。它們大多屬于稀土摻雜的無機材料。稀土離子摻雜的上轉換發(fā)光材料在三維立體顯示、紅外輻射探測、商標激光防偽等領域有著廣泛的應用前景，近年來已成為國內外發(fā)光材料的研究熱點。
　　 稀土Er3+離子具有豐富的能級結構，并且容易通過其它離子的敏化作用而提高上轉換發(fā)光效率。加入敏化劑實現(xiàn)敏化發(fā)光是提高上轉換發(fā)光效率的一種有效方法。Yb3+離子具有獨特的雙能級結構，能敏化Er3+離子，

2、是一種很好的敏化劑，從而能極大提高其上轉換發(fā)光效率。
　　 氧化釓(Gd2O3)和釓鋁氧化物(Gd3Al5O12)由于具有優(yōu)異的物理化學性質和穩(wěn)定的立方晶體結構，作為基質材料在發(fā)光材料領域具有良好的應用前景?；诖?，本論文選擇Gd2O3和Gd3Al5O12兩種釓基氧化物作為研究對象，用熱重-示差掃描量熱分析(TG-DSC)、X射線粉末衍射分析(XRD)、紅外光譜分析(FTIR)、掃描分析(SEM)和上轉換熒光光譜分析等方法，系統(tǒng)

3、研究了Er3+、Yb3+稀土離子摻雜體系的制備與光譜性能。
　　 采用共沉淀法制備了Er3+單摻雜以及Er3+/Yb3+雙摻雜的Gd2O3粉體，研究了煅燒溫度對發(fā)光材料的結構、形貌、尺寸以及上轉換發(fā)光特性的影響。結果表明：獲得的粉體結構均為單一的立方相結構，隨著煅燒溫度的升高，結晶度越來越高，紅、綠上轉換發(fā)射都增強。同時證明了Yb3+的摻入能夠大大提高粉體的上轉換發(fā)光效率；同時揭示了Er3+/Yb3+共摻雜Gd2O3粉體的上轉換

4、發(fā)光機制，指出綠色和紅色上轉換發(fā)光均為雙光子上轉換吸收過程。
　　 采用改進的共沉淀法制備了Er3+/Yb3+雙摻雜Gd2O3粉體，即：向溶液中添加了一定量的乙醇，研究了煅燒溫度、溶劑對稀土摻雜Gd2O3粉體的結構、形貌及上轉換發(fā)光特性的影響。結果表明：采用此方法制得的粉體為單一的立方相結構，通過SEM照片觀察：當900oC煅燒后，粉體顆粒分散性良好，粒度均一，尺寸在2μm左右，形貌呈規(guī)則的齒形。隨著煅燒溫度的升高，顆粒形貌呈松

5、散的薄片狀。從上轉換發(fā)光光譜圖上可以看出：添加乙醇以后，樣品的主發(fā)射為紅色上轉換發(fā)射，而未添加乙醇制得的樣品的主發(fā)射為綠色上轉換發(fā)射，且在同一溫度下煅燒，添加乙醇制備的樣品的上轉換發(fā)光強度相比之下要高得多。
　　 采用共沉淀法制備了Er3+/Yb3+雙摻雜Gd3Al5O12粉體，研究了煅燒溫度、沉淀劑的濃度對稀土摻雜Gd3Al5O12粉體的結構、形貌及上轉換發(fā)光特性的影響。結果表明：當碳酸氫銨與金屬總離子的摩爾濃度比值為7時，在