NaYTiO4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及發(fā)光性能的研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換發(fā)光(UCL)材料由于其獨特的發(fā)光特性，使其在生物醫(yī)學應用、光學器件、太陽能激光器、太陽能電池的IR捕獲等等方面引起了研究人員的廣泛關(guān)注。選擇合適的基質(zhì)和激活劑是提高UCL性能最有效的手段。鈦酸鹽復合氧化物ALnTiO4(A=Li，Na，K;Ln=rare earth)因為其典型的層狀結(jié)構(gòu)和良好的化學和物理穩(wěn)定性而受到關(guān)注。
　　本文通過高溫固相法合成了摻雜不同Er3+，Yb3+，Ho3+濃度的NaYTiO4上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。

2、在1550nm和980nm泵浦激發(fā)下討論樣品的UCL特性與發(fā)光機理，主要結(jié)論包括:
　　1.采用固相法在1100℃下成功制備了Er3+單摻的NaYTiO4發(fā)光粉，系統(tǒng)研究了發(fā)光粉在1550nm紅外激發(fā)下的UCL性能。樣品呈現(xiàn)明亮UCL。光譜測試結(jié)果表明，發(fā)射光峰位位于530，550nm和670nm，分別對應于Er3+的2H11/2，4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的輻射躍遷。發(fā)光強度與激發(fā)功率依賴性研究證實，這些

3、發(fā)光均屬于三光子吸收過程。Er3+濃度對發(fā)光粉發(fā)光性能影響顯著，在低摻雜條件下，發(fā)光粉紅光發(fā)射強于綠光發(fā)射，這與高效的4I9/2→4I11/2無輻射馳豫過程和隨后發(fā)生的4I11/2→4F9/2躍遷過程有關(guān)。隨著Er3+濃度的進一步增大，綠光發(fā)射逐漸占據(jù)主導地位。這與Er離子對能量傳遞過程有關(guān)，該過程可描述為4I13/2(Er3+)+4I9/2(Er3+)→4I15/2(Er3+)+2H11/2(Er3+)。這表明Er3+可作為1550n

4、m激發(fā)下UCL材料的優(yōu)秀敏化劑。
　　2.采用固相法制備了共摻Y(jié)b3+，Er3+的NaYTiO4發(fā)光粉，研究了發(fā)光粉在1550和980nm激發(fā)下的UCL性質(zhì)。其特征發(fā)射峰是相似的，均位于635-698nm（紅色），510-580nm（綠色），分別歸因于Er3+離子4F9/2→4I15/2和2H11/2,4S3/2→4I15/2能級間的輻射躍遷。UCL強度與激發(fā)功率依賴性研究表明，在980和1550nm激發(fā)下，樣品發(fā)光分別通過雙光子

5、和三光子吸收實現(xiàn)的。在1550nm激發(fā)下，Yb3+濃度在12mol％時達到最強。與980nm激發(fā)時發(fā)光粉的發(fā)光特征相比，樣品的發(fā)光隨Yb3+濃度的增加呈現(xiàn)由綠變紅的UCL特征。這種結(jié)果可歸因于高效的4I9/2→4I11/2無輻射馳豫過程和Er3+→Yb3+→Er3+能量傳遞過程。同時詳細討論了UCL的躍遷和變化機制。
　　3.采用固相法制備了共摻Ho3+，Er3+的NaYTiO4發(fā)光粉，對其在1550nm和980nm激發(fā)的上轉(zhuǎn)換性