稀土摻雜BaGd2ZnO5上轉(zhuǎn)換熒光粉發(fā)光性質(zhì)及其試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的研究.pdf

1、稀土上轉(zhuǎn)換的發(fā)光材料在生物熒光標(biāo)記、激光防偽、紅外探測(cè)和三維顯示等特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，該材料就受到了大家的廣泛關(guān)注與研究。研究的重要內(nèi)容包含了通過(guò)合成方法來(lái)改善發(fā)光材料，探究上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理以及提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展中，試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)成功的解決了科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)等的實(shí)際目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。本論文采用試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法對(duì)Er3+/Yb3+共摻雜BaGd2ZnO5熒光粉的發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，獲得了熒光粉的最大發(fā)光強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的E

2、r3+/Yb3+最佳摻雜濃度。同時(shí)，探討了其它稀土摻雜BaGd2ZnO5熒光粉的發(fā)光性質(zhì)和能量傳遞機(jī)理，主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果包括:
　　一、采用試驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，構(gòu)建出的回歸方程是Er3+/Yb3+濃度分別與綠光、紅光發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系，通過(guò)遺傳算法分別算出綠光和紅光最大發(fā)光強(qiáng)度時(shí)的Er3+/Yb3+摻雜濃度。利用XRD檢測(cè)，綠光、紅光最優(yōu)樣品都是純相。用980 nm泵浦源的激發(fā)，對(duì)綠光、紅光最優(yōu)樣品測(cè)試其上轉(zhuǎn)換的發(fā)射光譜。利用強(qiáng)度

3、制約關(guān)系式得到樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光過(guò)程都是雙光子。由綠光最優(yōu)樣品測(cè)試的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜算出了2H11/2與4S3/2間的能級(jí)差。
　　二、通過(guò)高溫固相法制得一個(gè)系列的改變Er3+摻雜濃度單摻的BaGd2ZnO5熒光粉與兩個(gè)系列分別改變Er3+/Yb3+摻雜濃度的共摻雜的BaGd2ZnO5熒光粉。采用XRD對(duì)得到的熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，證實(shí)所有產(chǎn)物均為純相BaGd2ZnO5。采用980 nm激光作為激發(fā)源，在同樣條件下測(cè)量了不同稀土

4、摻雜濃度樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜。根據(jù)發(fā)射光譜，研究了樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度與激光器工作電流的關(guān)系，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)所有樣品的紅色和綠色上轉(zhuǎn)換發(fā)光均為雙光子過(guò)程。
　　三、采用傳統(tǒng)高溫固相法合成了固定Er3+/Yb3+濃度，改變助熔劑和Ho3+濃度的兩組BaGd2ZnO5熒光粉。XRD結(jié)果表明所制備的產(chǎn)物均為純相的BaGd2ZnO5，Ho3+摻雜濃度和不同的助熔劑未引起晶相的改變。采用980 nm作為激發(fā)源，在相同條件下測(cè)量了樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)

5、射光譜。研究了Ho3+摻雜樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度與激光器工作電流的關(guān)系，通過(guò)強(qiáng)度制約公式分析發(fā)現(xiàn)樣品的紅色和綠色上轉(zhuǎn)換發(fā)光均為雙光子過(guò)程，并探討了其中的能量傳遞過(guò)程。研究了Er3+/Yb3+/Ho3+三摻雜樣品的溫度效應(yīng)，計(jì)算出來(lái)了樣品的激活能。
　　四、采用傳統(tǒng)高溫固相法合成了固定Er3+/Yb3+/H3BO3濃度，改變Ce3+摻雜濃度的BaGd2ZnO5熒光粉。采用980 nm作為激發(fā)源，在相同測(cè)試條件下，測(cè)量了樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)射