稀土摻雜紫外轉(zhuǎn)光硼硅酸鹽玻璃制備與發(fā)光機制.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，科技的進步，紫外轉(zhuǎn)光在紫外探測，太陽能電池增效、生態(tài)農(nóng)業(yè)、新型照明等方面的應用越來越受到人們的矚目。然而，目前紫外轉(zhuǎn)光材料特別是近紫外光的吸收和應用存在一定的局限性，即激發(fā)帶窄，轉(zhuǎn)光效率低。擴寬激發(fā)帶寬，增強寬帶范圍的光吸收，提高其轉(zhuǎn)換效率，是實現(xiàn)紫外轉(zhuǎn)光亟待解決的課題。
　　稀土摻雜玻璃或微晶玻璃是性能良好的光學材料，不少玻璃體系在紫外光、可見光以及紅外光區(qū)具有很好的透光率，而且玻璃或微晶玻璃的制備方法簡便，生產(chǎn)

2、成本低，在許多器件中甚至可以直接使用。然而，目前在玻璃中拓展紫外激發(fā)帶以及提高發(fā)光效率的手段相對單一。
　　基于此本文以提高紫外激發(fā)寬帶為出發(fā)點，通過尋找合適的環(huán)境增強玻璃中稀土離子的發(fā)光效率，沉積半導體ZnO量子點敏化Eu3+來提高紫外轉(zhuǎn)光效率和激發(fā)帶寬，以提高稀土離子的發(fā)光效率和增強敏化劑對稀土離子的敏化效率兩方面探索高效的稀土玻璃發(fā)光材料。本文主要工作如下：
　　為了實現(xiàn)對Eu3+的局域環(huán)境的改變，采用熔融法合成了組分

3、為(40-x)ZnO-x ZnF2-40B2O3-10SiO2-5K2O-5CaO-10Al2O3:Eu2O3(x=0,10,20,30,and 40mol％)的硼硅酸鹽氟氧化物基質(zhì)玻璃，采用各種表征（XRD、FTIR，PL）詳細分析了所制得玻璃樣品的結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)。探索ZnF2引入對硼硅酸鹽氟氧化物玻璃的紅外基團[BO4]和[BO3]的變化，基團的含量的影響晶體場結(jié)構(gòu)變化。研究了ZnF2濃度對摻雜Eu3+硼硅酸鹽氟氧化物玻璃發(fā)光強度的

4、影響，發(fā)現(xiàn)該體系玻璃的發(fā)射光強度隨ZnF2比例增加而逐漸遞增，并利用J-O理論分析其發(fā)光改變的原因。
　　為了增強Eu3+激發(fā)帶寬，通過溶膠凝膠法及后續(xù)熱處理，成功得到了Eu3+摻ZnO-SiO2微晶玻璃。結(jié)合X粉末衍射、熒光光譜等表征手段，分析了摻Eu3+濃度、ZnO含量及退火工藝等因素對ZnO-SiO2:Eu3+微晶玻璃的結(jié)構(gòu)和光譜性能影響,證實了氧化鋅量子點對Eu3+的能量傳遞現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，隨著ZnO量的增加，近紫外光激發(fā)