溶膠-凝膠法合成Gd2O2S-Yb3+-Er3+-Tm3+上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料.pdf

1、稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一，原因是稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光可廣泛應(yīng)用于固態(tài)彩色三維顯示、背景光和液晶顯示等領(lǐng)域。硫氧化物其禁帶寬度較寬，因其高效光吸收和傳能效率而常用作發(fā)光基質(zhì)。本文主要采用溶膠-凝膠法合成了Gd2O2S:Yb3+/Er3+/Tm3+上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，探究了煅燒溫度、保溫時(shí)間、螯合劑種類(lèi)以及稀土離子摻雜濃度等參數(shù)對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響。主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1.采用溶膠-凝膠法合成了Gd2O2S:Yb3

2、+,Er3+熒光粉，通過(guò)X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)和熒光光譜分析等方法對(duì)樣品產(chǎn)物晶相結(jié)構(gòu)、形貌尺寸及上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能進(jìn)行了分析與表征。在980nm激發(fā)下，其上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜中出現(xiàn)了位于528nm，547nm左右的綠光發(fā)射以及668nm附近的紅光發(fā)射，分別對(duì)應(yīng)Er3+離子2H11/2→4I15/2躍遷，4S3/2→4I15/2躍遷和4F9/2→4I15/2躍遷。通過(guò)分析功率曲線和能級(jí)匹配條件，闡明了Er3+，Yb3+共摻體

3、系的發(fā)光機(jī)制，并表明547nm左右的綠光發(fā)射以及668nm附近的紅光發(fā)射主要都是雙光子過(guò)程。
　　2.通過(guò)溶膠-凝膠法制備了Gd2O2S:Yb3+,Tm3+熒光粉，使用X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)和熒光光譜分析對(duì)產(chǎn)物晶體的晶態(tài)結(jié)構(gòu)、表面形貌及發(fā)光特性進(jìn)行了分析與表征。在980nm激發(fā)下，目測(cè)到Tm3+離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光，峰值為480nm的藍(lán)光，547nm的綠光以及峰值為651nm的紅光，分別對(duì)應(yīng)Tm3+離子1G4→3

4、H6躍遷，1D2→3H5躍遷和1G4→3F4躍遷。依據(jù)功率曲線分析及能級(jí)匹配條件，論述了Tm3+，Yb3+共摻體系發(fā)光機(jī)制，同時(shí)表明480nm處的藍(lán)光發(fā)射以及651nm附近的紅光發(fā)射均為三光子過(guò)程，而547nm左右的綠光發(fā)射卻是雙光子過(guò)程。
　　3.在合成上述兩種上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料基礎(chǔ)上，又利用溶膠-凝膠法制備了Gd2O2S:Yb3+,Er3+,Tm3+熒光粉，通過(guò)XRD、SEM及UCL研究了樣品的晶體形態(tài)和發(fā)光性能。在980nm激發(fā)