Gd-,2-O-,3-：Er，Bi和YAG：Ce，Bi熒光粉的制備與光譜性質(zhì)研究.pdf

1、納米稀土發(fā)光材料已廣泛應(yīng)用到照明、光信息傳輸、熒光標(biāo)記等領(lǐng)域。納米熒光材料尤其在提高光學(xué)顯示器件空間分辨率方面有著獨(dú)特優(yōu)勢，使得其在場發(fā)射器件，等離子體平板顯示，陰極射線管和各種平板顯示器上具有非常好的應(yīng)用前景，因此，近年來有關(guān)提高現(xiàn)有納米稀土發(fā)光材料的性能和探索新的納米稀土發(fā)光材料的研究已引起越來越廣泛的關(guān)注和興趣。在熒光材料中摻雜敏化離子可以有效的提高某些熒光粉發(fā)光強(qiáng)度和效率，本論文在討論了Gd2O3:Er和YAG:Ce納米晶的光致

2、發(fā)光特性的基礎(chǔ)上，研究了Bi3+離子摻雜對Gd2O3:Er和YAG:Ce納米晶的光致發(fā)光特性的影響，取得了一些有意義的結(jié)果。 1.以檸檬酸作燃燒劑采用燃燒合成法制備了Gd2O3:Er納米晶，用X射線衍射儀、紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)、熒光光譜儀等對Gd2O3:Er納米晶的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示均得到了純立方相的Gd2O3:Er納米晶，晶粒平均尺寸約為29.3 nm。在室溫下分別研究了樣品在376 nm激發(fā)時(shí)的發(fā)光性

3、質(zhì)和980 nm激發(fā)光激發(fā)時(shí)的上轉(zhuǎn)換發(fā)射特性，均觀測到了Er3+離子的強(qiáng)熒光發(fā)射，其主發(fā)射峰位置在559 nm處(Er3+的(2H11/2，4S3/2)→4I15/2躍遷)。并分析和討論了Er+離子的摻雜濃度對Gd2O3:Er納米晶發(fā)光性質(zhì)的影響。 2.燃燒法制備了不同Bi3+摻雜濃度的Gd2O3:Er，Bi納米晶，摻Bj3+和未摻Bi3+樣品的發(fā)射譜具有相似的形狀，都表現(xiàn)出E3+的特征發(fā)射，Gd2O3:Er，Bi納米晶在559

4、 nm處Er3+離子的特征發(fā)射峰強(qiáng)度顯著增強(qiáng)且與Bi3+摻雜濃度有關(guān)。分析認(rèn)為，由于Bi3+對紫外光有很強(qiáng)的吸收并且吸收的能量向Er3+離子轉(zhuǎn)移的幾率較大，導(dǎo)致Er3+離子的發(fā)射強(qiáng)度顯著提高。當(dāng)Bi3+離子的摻雜濃度較大時(shí)，多個(gè)Bi3+可能形成團(tuán)聚體，這些團(tuán)聚體充當(dāng)捕獲中心而無輻射的分散吸收的能量，使得Bi3+離子對E3+離子的敏化效率顯著減小，發(fā)光強(qiáng)度降低。 3.采用檸檬酸作燃燒劑用燃燒合成法制備出了的YAG:Ce納米晶，在室

5、溫下分別用455nm激發(fā)納米晶YAG:Ce時(shí)，觀測到了Ce3+離子的強(qiáng)熒光特征發(fā)射。制備條件影響其發(fā)光性質(zhì)，當(dāng)Ce3+的摻雜濃度為6 mol％、退火溫度為1000℃、檸檬酸與稀土離子配比(C/M)為2.0時(shí)發(fā)光性能最優(yōu)。 4.摻雜Bi3+后沒有改變YAG:Ce的結(jié)構(gòu)，但使得Ce3+離子的特征發(fā)射強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。當(dāng)Bi3+離子摻雜濃度為6mol％時(shí)，Ce3+的發(fā)射峰的積分強(qiáng)度增加了幾倍。這是由于Bi3+對紫外光有很強(qiáng)的吸收并且吸收的