溶膠-凝膠法合成Gd2O2S-Yb3+-Er3+-Tm3+上轉換發(fā)光材料.pdf

1、稀土離子上轉換發(fā)光是當前研究熱點之一，原因是稀土離子上轉換發(fā)光可廣泛應用于固態(tài)彩色三維顯示、背景光和液晶顯示等領域。硫氧化物其禁帶寬度較寬，因其高效光吸收和傳能效率而常用作發(fā)光基質。本文主要采用溶膠-凝膠法合成了Gd2O2S:Yb3+/Er3+/Tm3+上轉換發(fā)光材料，探究了煅燒溫度、保溫時間、螯合劑種類以及稀土離子摻雜濃度等參數(shù)對其晶體結構和發(fā)光性能的影響。主要內容和結果如下：
　　1.采用溶膠-凝膠法合成了Gd2O2S:Yb3

2、+,Er3+熒光粉，通過X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)和熒光光譜分析等方法對樣品產(chǎn)物晶相結構、形貌尺寸及上轉換發(fā)光性能進行了分析與表征。在980nm激發(fā)下，其上轉換發(fā)射光譜中出現(xiàn)了位于528nm，547nm左右的綠光發(fā)射以及668nm附近的紅光發(fā)射，分別對應Er3+離子2H11/2→4I15/2躍遷，4S3/2→4I15/2躍遷和4F9/2→4I15/2躍遷。通過分析功率曲線和能級匹配條件，闡明了Er3+，Yb3+共摻體

3、系的發(fā)光機制，并表明547nm左右的綠光發(fā)射以及668nm附近的紅光發(fā)射主要都是雙光子過程。
　　2.通過溶膠-凝膠法制備了Gd2O2S:Yb3+,Tm3+熒光粉，使用X射線衍射(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)和熒光光譜分析對產(chǎn)物晶體的晶態(tài)結構、表面形貌及發(fā)光特性進行了分析與表征。在980nm激發(fā)下，目測到Tm3+離子上轉換發(fā)光，峰值為480nm的藍光，547nm的綠光以及峰值為651nm的紅光，分別對應Tm3+離子1G4→3

4、H6躍遷，1D2→3H5躍遷和1G4→3F4躍遷。依據(jù)功率曲線分析及能級匹配條件，論述了Tm3+，Yb3+共摻體系發(fā)光機制，同時表明480nm處的藍光發(fā)射以及651nm附近的紅光發(fā)射均為三光子過程，而547nm左右的綠光發(fā)射卻是雙光子過程。
　　3.在合成上述兩種上轉換發(fā)光材料基礎上，又利用溶膠-凝膠法制備了Gd2O2S:Yb3+,Er3+,Tm3+熒光粉，通過XRD、SEM及UCL研究了樣品的晶體形態(tài)和發(fā)光性能。在980nm激發(fā)