用于玻璃溫室的稀土摻雜磷酸鹽玻璃的發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土離子的發(fā)光具有壽命長、能級豐富、發(fā)光效率高、帶寬小的特點。目前稀土離子摻雜材料廣泛應(yīng)用于激光器、光纖通信、太陽能電池、熒光標(biāo)記以及LED等光電材料和器件領(lǐng)域。稀土離子優(yōu)異的發(fā)光特點使其可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域。玻璃溫室是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要種植手段之一，因其不受氣候、環(huán)境、溫度等影響，廣泛應(yīng)用于培育反季水果蔬菜、培養(yǎng)新品種等。我們知道，綠色植物通過光合作用積累有機物。光合作用色素吸收的主要色光為紅橙光和藍紫光。實踐證明，合理增加光照強度和延長光

2、照時間能有效提高光合作用效率。目前玻璃溫室對陽光的利用率不高，我們可以用稀土離子摻雜玻璃做高效的陽光轉(zhuǎn)換材料。
　　本文首先介紹了稀土元素的電子組態(tài)、計算稀土離子發(fā)光效率的理論方法、稀土離子無輻射躍遷理論和稀土離子摻雜材料制備方法之一—高溫熔融法。
　　我們采用高溫熔融法制備了Mn2+/Sm3+共摻的透明磷酸鹽玻璃材料。樣品的激發(fā)譜是一個較寬的激發(fā)帶，位于300-550nm，激發(fā)帶范圍越寬，激發(fā)強度越大，樣品對太陽光的利用率

3、和轉(zhuǎn)換效率就越高，越適合于做玻璃溫室的光轉(zhuǎn)換材料。該材料的最強發(fā)射峰為597nm和644nm，它們分別來自Sm3+:4G5/2→6H7/2和Sm3+:4G5/2→6H9/2。發(fā)射譜的范圍幾乎覆蓋了紅橙光波段，因此非常適合于光合作用色素的吸收。我們通過測試熒光壽命衰減曲線，從能量傳遞系數(shù)和能量傳遞效率角度分析Mn2+→Sm3+能量傳遞機制。
　　我們還提供了溫室補光的另一種方法，即紅藍LED，用以替代目前溫室中普遍采用熒光燈或者白光

4、 LED。對植物具有針對性的補光（以葉綠素吸收譜為依據(jù)）能減少盲目補光造成的能源浪費又能更好地滿足植物光合作用的需要，增加有機物積累。我們采用高溫熔融法制備了組分為Eu3+/Tm3+共摻含氟磷酸鹽玻璃。其中的稀土離子Tm3+和Eu3+都能被360nm左右的光激發(fā)，這保證了其能被單一光源激發(fā)。實驗中采用357nm、360nm和361n激發(fā)時能看到樣品發(fā)光從藍光向紫光（紅光+藍光）的轉(zhuǎn)變。在360nm激發(fā)時，該樣品顯示了藍光和紅光的發(fā)射峰，