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(wú)機(jī)熒光材料有不同顏色的發(fā)光，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光譜的轉(zhuǎn)換，因此，被用于多種領(lǐng)域?；谧贤夤獾娇梢?jiàn)光的下轉(zhuǎn)換發(fā)光，稀土熒光粉可以用作LED顯示，光伏器件中的太陽(yáng)光譜轉(zhuǎn)換層。借助于近紅外到可見(jiàn)光的上轉(zhuǎn)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(dāng)前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)稀土納米材料研究的熱點(diǎn)主要集中于兩方面：一是通過(guò)調(diào)控生長(zhǎng)條件或發(fā)明新的合成方法來(lái)控制納米晶體的尺寸，分散性和表面形貌；二是通過(guò)引入激活離子或者調(diào)節(jié)摻雜濃度來(lái)增

2、強(qiáng)熒光效率。本文中，針對(duì)稀土離子躍遷基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題，開(kāi)展了一系列有目的性的實(shí)驗(yàn)，以下即是研究的三方面內(nèi)容：
　　通過(guò)水熱合成法，對(duì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行合理地控制，我們制備出一系列具有中空球狀結(jié)構(gòu)的稀土摻雜釩酸鹽微/納米球樣品。研究發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)時(shí)間、酸堿度、添加劑檸檬酸（Cit3-）以及煅燒溫度等對(duì)樣品的最終結(jié)構(gòu)、表面形貌和晶粒尺寸產(chǎn)生了影響。其中，有機(jī)添加劑Cit3-一方面作為晶面生長(zhǎng)的導(dǎo)向劑，引導(dǎo)原始晶核沿著特定的[1

3、00]方向生長(zhǎng)，進(jìn)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(jìn)而決定最終的顆粒分布以及表面形貌，協(xié)助中空球狀結(jié)構(gòu)的形成。同時(shí)，我們提出了晶體的生長(zhǎng)機(jī)理。
　　接下來(lái)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(guò)VO43--Ln3+的能量傳遞，將紫外光轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)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(huì)促進(jìn)熒光效率的提高。這種紫外光-可見(jiàn)光的光譜轉(zhuǎn)換可用于熒光顯示領(lǐng)域或者太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域，用來(lái)降低硅太陽(yáng)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(guò)調(diào)整激發(fā)波長(zhǎng)獲得不同波段的上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光。在上轉(zhuǎn)換過(guò)程中，Er3+/Ho3+-Yb3+樣品發(fā)射光譜中位于650nm處(Ho3+5F5→5I8;Er3+4F9