氟氧化物鍺硅酸鹽玻璃及透明微晶玻璃的制備和上轉(zhuǎn)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(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。氟氧化物玻璃聲子能量低，化學(xué)穩(wěn)定性好，可以作為理想的稀土發(fā)光基質(zhì)材料。另一方面，通過(guò)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(jī)理的理論研究和稀土摻雜玻璃及微晶玻璃的發(fā)展應(yīng)用和研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)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(guò)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(biāo)計(jì)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(zhì)和稀土離子摻雜濃度等因素對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響以及熱處理時(shí)間、熱處理溫度對(duì)稀土摻雜透明微晶玻璃結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響。主要得到了以下結(jié)果:
　　研究了玻璃組分對(duì)玻璃發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明:Al/Ca比和Al/Si比均為1.00時(shí)，玻璃發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。原因是Al/Ca

3、比和Al/Si比為1.00時(shí)，Yb3+對(duì)Er3+有最佳的能量傳遞，此時(shí)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(qiáng)度。
　　制備了玻Er3+-Tm3+以及Dy3+-Tm3+共摻雜的氟氧化物玻璃，通過(guò)調(diào)整稀土離子含量，可以得到強(qiáng)的紅、綠、藍(lán)三色發(fā)光，隨Tm3+離子含量的增加，藍(lán)光發(fā)射增強(qiáng)。當(dāng)Tm2O3和Dy2O3摻雜含量均為0.5mol％時(shí)，得到的玻璃樣品具有優(yōu)良的白光發(fā)射性能。
　　通過(guò)對(duì)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(shí)間和熱處理溫度對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)和稀土離子發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，玻璃中生成了3nm到22nm的氮化鈣納米晶體，對(duì)玻璃上轉(zhuǎn)換熒光光譜的測(cè)試表明，當(dāng)在660℃下熱處理時(shí)間由2h增加到6h后，微晶玻璃的發(fā)光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，繼續(xù)增加熱處理時(shí)間到8h，發(fā)光強(qiáng)度有所降低。對(duì)于660℃溫度下熱處理6h的微晶玻璃研究發(fā)現(xiàn)，玻璃中析出了純的氟化鈣納米晶體，。這也說(shuō)明熱處理后發(fā)光中心可以處于低聲子中，從而改