稀土摻雜SrYbF5材料的合成及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在彩色顯示、生物醫(yī)學(xué)診斷、高密度光信息記錄與存儲(chǔ)等方面具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值,在過(guò)去十幾年里這種材料引起了人們極大的研究興趣。與此同時(shí),因?yàn)榘坠獍l(fā)射材料在三維顯示、低能耗光源以及背景光等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,大量的研究集中到尋找白光發(fā)射材料上面。盡管有人已經(jīng)報(bào)道了一些關(guān)于 Tm3+/Er3+/Yb3+或者 Tm3+/Ho3+/Yb3+三摻雜的白光發(fā)射工作,但是他們所選用的基質(zhì)材料有很大的局限,因此繼續(xù)探索更多能夠?qū)崿F(xiàn)白光發(fā)

2、射的材料并研究其上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理還是一項(xiàng)很有意義的工作。本論文選取稀土摻雜的SrYbF5材料作為研究對(duì)象,利用水熱合成法和共沉淀法分別制備出了稀土離子摻雜的SrYbF5納米片和具備白光發(fā)射能力的SrYbF5熒光粉,結(jié)合X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、能量色散X射線光譜儀(EDXS)和熒光光譜對(duì)樣品形貌、上轉(zhuǎn)換可調(diào)熒光發(fā)射和上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射進(jìn)行了研究。
　　主要工作概括為三點(diǎn):
　　1.首先

3、概述了稀土摻雜上轉(zhuǎn)換材料的分類及在各領(lǐng)域的應(yīng)用,介紹了稀土摻雜材料的多種制備方法,包括高溫固相法、溶膠-凝膠(Sol-Gel)合成法、水熱合成法、微波輻射合成法、共沉淀合成法等。本工作采用水熱法和和共沉淀法來(lái)合成稀土摻雜的SrYbF5上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。
　　2.采用水熱合成法制備了一系列納米片形貌的Er3+/Tm3+離子共摻雜的SrYbF5材料。使用PVP作為表面活性劑,在200℃條件下合成了SrYbF5納米片。通過(guò)XRD,SEM,

4、HRTEM,SAED和上轉(zhuǎn)換熒光光譜等分析手段詳細(xì)的研究了SrYbF5納米片的微觀結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。上轉(zhuǎn)換熒光光譜表明 Er3+離子單摻雜時(shí)樣品在980nm激光激發(fā)下以紅色上轉(zhuǎn)換熒光(660 nm)為主,而Er3+-Tm3+離子共摻雜時(shí)樣品發(fā)出藍(lán)綠紅以及紅外共七個(gè)波段的發(fā)射光,中心波長(zhǎng)分別為474 nm,522 nm,543 nm,654 nm,679 nm,699 nm和803nm。隨著Tm3+離子濃度逐漸增大,Er3+離子發(fā)光強(qiáng)度先增

5、強(qiáng)后減弱,這說(shuō)明Tm3+離子能夠?qū)⒛芰總鬟f給Er3+離子以調(diào)節(jié)其上轉(zhuǎn)換發(fā)光。
　　3.使用共沉淀法制備了一系列Tm3+/Ho3+離子摻雜的SrYbF5熒光粉。利用XRD和熒光光譜對(duì)樣品結(jié)構(gòu)及上轉(zhuǎn)換白光發(fā)射性質(zhì)進(jìn)行了研究。稀土離子的摻雜濃度和激發(fā)光功率都對(duì)樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)光有影響。當(dāng)激光功率為10.6mW,稀土離子濃度為1％Tm3+/0.5%Ho3+時(shí),在980nm紅外光激發(fā)下可以觀察由上轉(zhuǎn)換藍(lán)、綠、紅三基色擬合成的白光,樣品的CIE色