氟氧化物鍺硅酸鹽玻璃及透明微晶玻璃的制備和上轉換發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土光功能材料在激光、照明、顯示、通信以及生物探針等領域有廣泛的應用前景。氟氧化物玻璃聲子能量低，化學穩(wěn)定性好，可以作為理想的稀土發(fā)光基質材料。另一方面，通過合適的熱處理制度可以制備透明的氟氧化物微晶玻璃，使稀土離子可以處于低聲子能量的微晶中，得到與在晶體中相似的發(fā)光性能。
　　本文在回顧稀土離子發(fā)光機理的理論研究和稀土摻雜玻璃及微晶玻璃的發(fā)展應用和研究現狀的基礎上，采用高溫熔融-退火法制備了稀土離子摻雜的氟氧化物鍺硅酸鹽玻璃，通

2、過熱處理，獲得了氟氧化物透明微晶玻璃，利用吸收-透射光譜、熒光光譜、拉曼光譜、CIE色度坐標計算、紅外光譜、差熱分析、X射線衍射以及透射電子顯微鏡等手段研究了玻璃基質和稀土離子摻雜濃度等因素對玻璃結構和發(fā)光性能的影響以及熱處理時間、熱處理溫度對稀土摻雜透明微晶玻璃結構和發(fā)光性能的影響。主要得到了以下結果:
　　研究了玻璃組分對玻璃發(fā)光性能的影響。結果表明:Al/Ca比和Al/Si比均為1.00時，玻璃發(fā)光強度增強。原因是Al/Ca

3、比和Al/Si比為1.00時，Yb3+對Er3+有最佳的能量傳遞，此時能量損失最低，稀土摻雜玻璃具有最高的量子效率和發(fā)光強度。
　　制備了玻Er3+-Tm3+以及Dy3+-Tm3+共摻雜的氟氧化物玻璃，通過調整稀土離子含量，可以得到強的紅、綠、藍三色發(fā)光，隨Tm3+離子含量的增加，藍光發(fā)射增強。當Tm2O3和Dy2O3摻雜含量均為0.5mol％時，得到的玻璃樣品具有優(yōu)良的白光發(fā)射性能。
　　通過對Yb3+-Er3+共摻的氟化

4、物鍺硅酸鹽玻璃熱處理得到了透明微晶玻璃，并研究了熱處理時間和熱處理溫度對玻璃結構和稀土離子發(fā)光性能的影響。結果表明，玻璃中生成了3nm到22nm的氮化鈣納米晶體，對玻璃上轉換熒光光譜的測試表明，當在660℃下熱處理時間由2h增加到6h后，微晶玻璃的發(fā)光強度顯著增強，繼續(xù)增加熱處理時間到8h，發(fā)光強度有所降低。對于660℃溫度下熱處理6h的微晶玻璃研究發(fā)現，玻璃中析出了純的氟化鈣納米晶體，。這也說明熱處理后發(fā)光中心可以處于低聲子中，從而改