文档介绍：哈尔滨工程大学
硕士学位论文
Yb3+、Tm3+共掺氧化锆及其复合氧化物上转换发光材料的制备
及发光性能的研究
姓名:张新炜
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:李茹民
2012-03
摘要材料的应用还是上转换机理的研究都取得了明显的进步。上转换发光材料中,基质材料的选择直接关系到制备材料的最终发光效率。氟化物、氯化物、氧化物等是几种比较常见的上转换发光的基质材料,在这几种基质材料中,因为氧化物具有制备工艺简单、对环境的要求低并且性能稳定等优点而得到广泛的关注。本文选择了及其复合氧化物为基质材料,以稀土离子”、”为掺杂离子,采用不同的化学合成方法合成了不同体系的发光材料。并对其性质进行了表征。主要研究内容如下:采用低温燃烧法合成了;/体系的上转换发光材料。研究了煅烧温度、离子的掺杂浓度、激发功率对上转换发光的影响。研究结果表明:样品的上转换发光强度随着煅烧温度的增加而增强;离子对上转换发光强度的变化主要是由于在高的离子浓度下的有效交叉弛豫造成的;上转换发光过程所吸收的光子数在不同激发功率范围内的复杂变化是由不同的上转换机制和高功率下的热效应造成的。以无水乙醇为溶剂,以为络合剂采用沉淀法制备了:/体系的上转换发光材料。研究了的掺入量对样品的晶粒尺寸和上转换发光强度的影响。研究结果表明,随着的掺入量的增加,晶粒的尺寸逐渐减小,但是上转换发光强度却逐渐增强。产生这一现象可能由于结晶性的不同导致的纳米晶体内部缺陷不同而引起的。研究还发现离子的蓝色上转换发光随着离子浓度的增加呈现先增大后减小的趋势。”离子芗兜氖倜孀臲离子浓度的增加而逐渐减小。通过分析认为引入的离子增加了基质的晶格缺陷,造成了离子的能级寿命的减小。;环⒐獠牧稀K聘鞯牟料在室温下具有计离子的特征荧光发射,主要发射在蓝光,其中心波长位于左右,并得出了稀土离子与基质之间的能量传递。对不同煅烧温度的样品研究表明,煅烧温度不同,上转换荧光特性不同。分析了上转换跃迁的机制,发现/”的蓝光为三光子过程。讨论了离子的掺杂对上转换发光的影响,同时讨论了牟羧肓慷圆锖蜕献;环⒐馓匦缘挠跋煲鸭盎识陨献;环⒐獾挠跋臁关键词:上转换;热效应;低温燃烧;:基质”、共掺氧化锆及其复合氧化物上转换发光材料的制备及发光性能的研究白上世纪六十年代上转换概念被正式提出以来,无论是上转换材料的制备、上转换.
”、共掺氧化锆及其复合氧化物上转换发光材料的制备及发光性能的研究甌甎琤琫.,,瓵畉:/甋琓眎琾.;:/.琤甌甶,”,,,琫.,瑃,甌海:;.
哈尔滨工程大学硕士学位论文篩疶篩疶甌,,.,.,:;籰—.;;甮,猵瓺
第滦髀稀土发光材料上转换发光材料的发展历史稀土发光材料发射出的光谱覆盖了从紫外光到红外光的光谱范围,尤其是在可见光区,它的发射能力非常的强;它们的荧光寿命也非常的大,可以从纳秒跨越六个数量级到毫秒;另外当它们受到大功率的电子束、高能射线以及强紫外光子的照射时,其物理化学性能不会发生较大的改变。如今稀土发光材料已得到广泛的应用,如作为新光源材料、显示材料、湎咴龈衅敛牧霞坝糜谝窖Х派渫枷竦母髦稚阌凹际酢⒑宋锢砗头场的探测和记录等,并在向其它高新技术领域发展【。简单的说,上转换发光材料就是一种能够将低能量转化为高能量的材料,即吸收长波辐射发射出短波辐射。它的这种现象是反效应的。上转换发光材料的能够发光主要原因是在材料中掺杂了稀土离子【。因为稀土离子亚稳态能级具有特殊的性质,可高能级,当高能级上的电子向下跃迁时就会发射出高能量的短波辐射。上转换发光材料的这一特性可以应用于对长波灵敏度较差的红外光探测器等方面,使它们能够在国家经济发展和国防建设等领域发挥更大的作用。此外,稀土掺杂材料的上转换技术也是实现紧凑短波长全固体激光器的有效途径之一【。近几年来,红外半导体激光二极管呈现出了迅速的发展趋势并且实现了商业化,这为上转换发光的实现提供了丰富的泵浦光源,所以人们又重新开始关注稀土离子的上转换发光并对其进行了广泛研究。由于用稀土离子掺杂材料而制备的上转换激光器具有受辐射波段范围宽涌杉獠ǘ蔚胶焱夤獠段驮谝欢úǔし段谀芄坏餍车奶氐悖沟盟谥票付尾ǔぐ氲继寮す馄鞣矫嬗凶重要的应用。短波长全固体激光器在高密度光存储、生物医疗诊断、信息显示、光纤通讯等技术领域都有重要的应用价值【。总体上来说,从上转换发光现象的出现到现在上转换发光技术的日益成熟可大致上分为三个发展阶段。第一阶段是上转换发光现象发现及其发光机制的研究阶段,在这一阶段中,对上转换发光机制进行了详细的研究,并建立了基态吸收/激发态吸收、基态吸材料产生的的阶段,在这一阶段,人们制备出了多种性质及发光效率优良的上转换发光材料,同时系统的研究这些发光材料的组成和特性,为下一阶