幾種稀土光功能材料的制備及發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、發(fā)光的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)換。稀土離子具有特殊的4f電子層結(jié)構(gòu)，決定了其具有優(yōu)異的發(fā)光性能。稀土無機(jī)發(fā)光材料所具有的發(fā)光性質(zhì)優(yōu)良、轉(zhuǎn)換效率高、光吸收能力強(qiáng)、色純度高、熒光壽命長和化學(xué)（熱）穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點(diǎn)使其在光電轉(zhuǎn)換、照明與顯示、生物成像及標(biāo)記等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。因此，近年來稀土無機(jī)發(fā)光材料逐漸成為了研究熱點(diǎn)。眾所周知，晶體的物相、維度和形貌會(huì)對(duì)材料的物理和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。因此，如何去設(shè)計(jì)合成我們所需要的光功能材料和進(jìn)一步

2、研究分散性好、純度高、形貌可控、尺寸均一的微納米結(jié)構(gòu)對(duì)探究稀土無機(jī)發(fā)光材料在光電材料新領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要的意義。而對(duì)于制備可控的微/納米尺寸的稀土無機(jī)發(fā)光材料、探索其微觀結(jié)構(gòu)的生長機(jī)理并進(jìn)一步研究微觀結(jié)構(gòu)對(duì)發(fā)光性能的影響而言，水熱法是比較理想的合成方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是制備條件溫和、體系穩(wěn)定、合成溫度低、結(jié)晶性好和對(duì)環(huán)境的污染性小。本論文的主要工作如下：
　　（1）以“水熱法”為主線，制備出形貌可控的 Sc2Mo3O12、CaF2、

3、Sr2ScF7等微/納米晶。通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件如：pH、添加劑、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等調(diào)節(jié)晶體微結(jié)構(gòu)生長，進(jìn)一步揭示其生長機(jī)理。
　?。?）通過摻雜不同的稀土離子，如：Ce3+、Tb3+、Eu3+、Dy3+、Yb3+、Er3+、Tm3+等得到了豐富的發(fā)光顏色，研究了稀土離子摻雜的 Sc2Mo3O12、CaF2、Sr2ScF7等熒光粉優(yōu)異的上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)并進(jìn)一步探究了其對(duì)基質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)及發(fā)光性質(zhì)的影響。
　?。?）探討了稀土離

4、子之間的能量傳遞現(xiàn)象和傳遞機(jī)理，更深入認(rèn)識(shí)發(fā)光本質(zhì)。在Sc2Mo3O12基質(zhì)中實(shí)現(xiàn)了MoO42-→Tb3+（Dy3+）→Eu3+能量傳遞，深入探究了熒光能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了綠光→黃光→橙光→紅光的調(diào)控；在 CaF2基質(zhì)中，通過Ce3+→Tb3+→Eu3+能量傳遞現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了藍(lán)光→綠光→紅光的調(diào)控；在Sr2ScF7基質(zhì)中，通過調(diào)控Yb3+/Er3+/Tm3+的摻雜比例，第一次獲得了上轉(zhuǎn)換白光，色坐標(biāo)為（0.320,0.330）。