稀土釩酸鹽微納米熒光材料的制備及表征.pdf

1、稀土離子摻雜的無機熒光材料有不同顏色的發(fā)光，可以實現(xiàn)對光譜的轉換，因此，被用于多種領域?；谧贤夤獾娇梢姽獾南罗D換發(fā)光，稀土熒光粉可以用作LED顯示，光伏器件中的太陽光譜轉換層。借助于近紅外到可見光的上轉換發(fā)光，它們又能很好地用于固態(tài)激光器，三維立體成像和生物成像。當前，國內外有關稀土納米材料研究的熱點主要集中于兩方面：一是通過調控生長條件或發(fā)明新的合成方法來控制納米晶體的尺寸，分散性和表面形貌；二是通過引入激活離子或者調節(jié)摻雜濃度來增

2、強熒光效率。本文中，針對稀土離子躍遷基礎理論和實際應用中存在的一些問題，開展了一系列有目的性的實驗，以下即是研究的三方面內容：
　　通過水熱合成法，對實驗參數(shù)進行合理地控制，我們制備出一系列具有中空球狀結構的稀土摻雜釩酸鹽微/納米球樣品。研究發(fā)現(xiàn)：反應時間、酸堿度、添加劑檸檬酸（Cit3-）以及煅燒溫度等對樣品的最終結構、表面形貌和晶粒尺寸產生了影響。其中，有機添加劑Cit3-一方面作為晶面生長的導向劑，引導原始晶核沿著特定的[1

3、00]方向生長，進而控制晶粒的形狀。另一方面，又可以重新分配納米顆粒表面能，進而決定最終的顆粒分布以及表面形貌，協(xié)助中空球狀結構的形成。同時，我們提出了晶體的生長機理。
　　接下來我們研究了單摻雜Ln3+（Ln=Er、Eu、Dy、Ce、Ho、Yb）以及雙摻雜Ln3+-Yb3+（Ln= Er，Ho)釩酸鹽（YVO4）微/納米樣品的熒光性能。單摻雜的YVO4:Ln3+樣品可以通過VO43--Ln3+的能量傳遞，將紫外光轉化為可見光發(fā)射

4、，并且可以發(fā)出多種顏色的光。此外，樣品表面缺陷、吸附物和晶粒尺寸的減小都會促進熒光效率的提高。這種紫外光-可見光的光譜轉換可用于熒光顯示領域或者太陽能光伏領域，用來降低硅太陽能電池中熱損耗。
　　在雙摻雜Er3+-Yb3+、Ho3+-Yb3+的釩酸釔（YVO4）樣品中，可以通過調整激發(fā)波長獲得不同波段的上/下轉換發(fā)光。在上轉換過程中，Er3+/Ho3+-Yb3+樣品發(fā)射光譜中位于650nm處(Ho3+5F5→5I8;Er3+4F9