基于Er3+-Yb3+-Tm3+共摻Gd2O3空心微球的發(fā)光特性的研究.pdf

1、由于稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在熒光粉、太陽(yáng)能電池、生物熒光標(biāo)記、色彩顯示以及綠色照明等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。摻雜稀土離子的納米空心微球是近年來(lái)上轉(zhuǎn)換材料的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本論文主要主要研究了Er3+，Er3+/Yb3+，Tm3+/Yb3+和Er3+/Yb3+/Tm3+離子摻雜Gd2O3納米空心微球材料的制備和在室溫下的上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象并分析了其上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制。同時(shí)研究了Er3+/Yb3+摻雜的納米材料中在加入Li+離子

2、后，發(fā)現(xiàn)熒光強(qiáng)度急劇增強(qiáng)，研究了Li+離子對(duì)Er3+、Yb3+發(fā)光機(jī)制的影響。
　　 首先，利用水熱法制備了不同Yb3+離子摻雜濃度的Er3+/Yb3+摻雜Gd2O3納米晶材料，以及不同Tm3+離子摻雜濃度的Tm3+/Yb3+摻雜Gd2O3納米晶材料。在980nm紅外激光激發(fā)下，觀察到Er3+離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象，其發(fā)光峰值為520nm(2H11/2→4I15/2)和550nm(4S3/2→4I15/2)綠光與峰值為668nm(

3、4I9/2→4I15/2)的紅光。Tm3+離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光的峰值為475nm(1G4→3H6)的藍(lán)光。根據(jù)摻雜濃度比的改變，發(fā)現(xiàn)紅、綠、藍(lán)光發(fā)光光強(qiáng)積分可調(diào)。根據(jù)功率曲線的分析以及能級(jí)匹配條件給出了Er3+/Yb3+，Tm3+/Yb3+能級(jí)圖并解釋了發(fā)光機(jī)制,520nm,550nm的綠光和668nm的紅光熒光發(fā)射主要是雙光子過(guò)程,475nm藍(lán)光的熒光發(fā)射主要是三光子過(guò)程。
　　 其次，同樣利用水熱法制備了Er3+/Yb3+/Tm

4、3+摻雜Gd2O3納米空心微球材料，通過(guò)XRD與TEM研究了樣品的晶體形態(tài)。在980nm紅外激光激發(fā)下，觀察到樣品中的上轉(zhuǎn)換發(fā)光的峰值為668nm的紅光、530nm和550nm的綠光以及475nm的藍(lán)光。通過(guò)控制摻雜濃度比，得到了白光輸出。
　　 最后，研究了Li+離子摻雜濃度對(duì)Er3+/Yb3+共摻樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響，紅、綠波段的上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度隨著Li+離子濃度增大而增強(qiáng)，當(dāng)Li+離子濃度達(dá)到2mol％時(shí)，達(dá)到最強(qiáng)。分析了