980nm激發(fā)下稀土摻雜TiO-,2-納米晶體的上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究.pdf

1、我國(guó)稀土資源豐富，稀土產(chǎn)業(yè)在世界稀土市場(chǎng)上占有舉足輕重的地位。近年來(lái)，隨著稀土分離、提純技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)技術(shù)的促進(jìn)，稀土功能材料特別是稀土發(fā)光材料的研究和應(yīng)用得到了顯著的發(fā)展。上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象是稀土元素所特有的性質(zhì)之一，如何選擇合適的基質(zhì)以獲得較高的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率和性能優(yōu)異的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。 本文以尋找高效的氧化物上轉(zhuǎn)換基質(zhì)材料為目標(biāo)，探討了在納米二氧化鈦基質(zhì)中稀土離子在980nm激光器激發(fā)下的

2、上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性，主要考察了納米二氧化鈦基質(zhì)中共摻雜Er<'3+>/Yb<'3+>和Tm3<'3+>/Yb<'3+>兩種體系中，焙燒溫度、晶相結(jié)構(gòu)、晶粒大小、摻雜濃度、激發(fā)溫度、激光泵浦功率等因素對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響，并對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制做了進(jìn)一步探討。得到以下結(jié)論： 1．在納米TiO<,2>基質(zhì)中共摻入稀土Er<'3+>和Yb<'3+>，以980nm激光為泵浦光源，可分別獲得位于525nm，550nm和660nm紅、綠上轉(zhuǎn)換發(fā)光。在

3、TiO<,2>納米晶中共摻入稀土Tm<'3+>和Yb<'3+>，可獲的476nm較強(qiáng)的藍(lán)色和650nm的紅色，及500nm微弱的綠色上轉(zhuǎn)換發(fā)光。稀土離子摻入到納米TiO<,2>晶格中，對(duì)二氧化鈦的的晶型和晶粒大小都有影響。 2．由于Yb3<'3+>離子特殊的能級(jí)結(jié)構(gòu)，它對(duì)Er<'3+>離子和Tm<'3+>的上轉(zhuǎn)換發(fā)光有敏化作用，雙摻時(shí)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度較單摻Er<'3+>和Tm<'3+>時(shí)明顯增強(qiáng)。 3．隨焙燒溫度的升高，稀

4、土離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。 4．隨著稀土離子濃度的增加，上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度增大，但是當(dāng)摻雜Er<'3+>或Yb<'3+>離子的濃度達(dá)到15mol％時(shí)，再增加另一種離子的濃度，發(fā)光強(qiáng)度則減弱；當(dāng)Tm<'3+>的濃度為0.2mol％時(shí)，Yb<'3+>的濃度達(dá)到2mol％時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度開(kāi)始減弱，產(chǎn)生濃度猝滅現(xiàn)象。 5．隨泵浦功率的增大，上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜相似，發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。 6．隨激發(fā)溫度的升高，上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜相似，上轉(zhuǎn)換