鐿激活的紅外下轉(zhuǎn)換材料的制備與發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、論文包括四章。第一章是緒論部分，介紹了論文研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)和研究的相關(guān)背景知識(shí)。第二章到第四章是關(guān)于近紅外量子剪裁材料的研究?jī)?nèi)容，包括Yb3+摻雜CaMoO4納米粉末材料發(fā)光性質(zhì)的研究，以及堿金屬離子摻雜對(duì)材料發(fā)光性質(zhì)的影響和分析。
　　 論文的第一章為緒論部分，論述了本文研究?jī)?nèi)容的背景以及一些基本知識(shí)，包括量子剪裁材料的研究背景和進(jìn)展。
　　 首先給出了稀土發(fā)光材料研究的一些熱點(diǎn)，然后討論了光致發(fā)光的基本原理和稀土離

2、子發(fā)光原理，最后介紹了紅外量子剪裁現(xiàn)象和水熱合成法、溶膠—凝膠制備方法。
　　 在論文的主體部分中，首先在第二章開(kāi)始部分介紹了基質(zhì)材料CaMoO4的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)。然后在第二章到第四章詳細(xì)討論了CaMoO4：Yb3+、CaMoO4：Yb3+、Li+和CaMoO4：Yb3+，Li+、Na+、K+的制備、表征及其發(fā)光性質(zhì)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1．分別用水熱法和溶膠凝膠方法制備了不同摻雜濃度的CaMoO4：Yb3+

3、納米粉末材料。在266nm紫外光激發(fā)下，觀(guān)察到峰值位于998nm的很強(qiáng)的近紅外發(fā)射，源于Yb3+的2F5/2—2F7/2禁戒躍遷。監(jiān)測(cè)998nm的發(fā)射，得到了一個(gè)波長(zhǎng)位置在200—350nm寬帶激發(fā)譜，譜峰位于270nm左右。可能是源于基質(zhì)內(nèi)部躍遷或者是Yb3+—O2—電荷遷移帶的躍遷。為此，我們不僅做了一些簡(jiǎn)單的理論計(jì)算，還進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究。首先測(cè)量了該材料的漫反射譜隨摻雜Yb3+離子濃度的變化，并將其與參考材料CaMoO4：Lu

4、3+的漫反射譜進(jìn)行比較，兩個(gè)材料漫反射譜隨Yb3+離子濃度的相同變化趨勢(shì)表明可能存在著基質(zhì)基團(tuán)MoO42—到Y(jié)b3+離子的能量傳遞。材料的室溫和低溫的激發(fā)和發(fā)射譜，紅外和可見(jiàn)發(fā)光強(qiáng)度隨Yb3+離子濃度的變化，以及可見(jiàn)部分495 nm熒光衰減變化規(guī)律等，都證實(shí)了該激發(fā)峰源于基質(zhì)CaMoO4本身MoO42—基團(tuán)的內(nèi)部躍遷，排除了Yb3+—O2—電荷遷移帶躍遷的可能性。基質(zhì)吸收的一個(gè)紫外光子可以通過(guò)共合作能量傳遞過(guò)程將能量有效地傳給臨近的兩個(gè)

5、Yb3+離子，使之分別發(fā)射出兩個(gè)紅外光子。通過(guò)理論計(jì)算得到的下轉(zhuǎn)換效率在摻雜Yb3+離子濃度為15％時(shí)高達(dá)182％，而且Yb3+的猝滅濃度很高，高達(dá)10mol％。因而，該材料是一種很有潛在用于提高Si太陽(yáng)能電池效率的量子剪裁材料，能夠?qū)⑻?yáng)光中Si太陽(yáng)能電池不能吸收的紫外光轉(zhuǎn)換成其能吸收的禁帶寬度附近的998nm紅外光。
　　 2．用溶膠凝膠方法制備了Li+、Yb3+共摻的CaMoO4納米粉末材料。研究了Li+離子濃度對(duì)CaMo