稀土摻雜含氟化物納米微晶玻璃的制備、結(jié)構(gòu)和光學溫度傳感研究.pdf

1、光電子學的發(fā)展使得光學材料在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中得到了越來越廣泛的運用，因此急需新型的光學材料滿足日益增長的需求。近些年基于熒光強度比的溫度傳感器因其操作簡單、高效、準確度和精確度高等特點而備受關(guān)注。微晶玻璃不光具備氧化物高機械強度的物理性能和穩(wěn)定的化學性質(zhì)，又兼具了氟化物納米晶體能提供稀土離子低聲子能量的特點，很好地滿足了新型光電子材料的要求而成為研究熱門。
　　在特定設(shè)計的玻璃組分中65SiO2-14.5B2O3-11.5Na

2、2O-(9–x)BaF2–xLuF3(x=0,1,2,3)成功地制備了一種新型的含BaxLu1-xF2+x氟氧微晶玻璃。值得注意的是，通過調(diào)節(jié)組分LuF3和BaF2的比例，實現(xiàn)了微晶相從BaF2到BaxLu1-xF2+x的可控調(diào)節(jié)。通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X-Ray衍射圖譜和透射電子顯微鏡(TEM)分析了相應(yīng)的析晶機理。在Eu3+的發(fā)射和熒光壽命光譜中，表現(xiàn)出的發(fā)光光譜的增強、Stark劈裂的增強以及熒光壽命的增長都說明了E

3、u3+富集到了微晶玻璃析出的氟化物晶體中。特別地，隨著LuF3取代BaF2比例的增加，更多的Eu3+富集到了Ba1-xLuxF2+x的晶格中。這提供了一種在微晶玻璃中調(diào)控稀土離子分布的新策略，以期能提高稀土離子的發(fā)光效率。利用熒光強度比技術(shù)，深入探究了共摻Er3+/Yb3+的含Ba1-xLuxF2+x的氟氧微晶玻璃的光學溫度傳感特性。
　　首次在特定設(shè)計的玻璃組分SiO2–Al2O3–AlF3–Na2O–NaF–Lu2O3成功制備

4、了一種新型的含Na5Lu9F32的氟氧微晶玻璃，結(jié)合熒光強度比和Er/Yb共摻體系深入探索了該材料的光學溫度傳感特性。通過XRD、TEM/HRTEM等手段證實了該晶相的合成，并觀察了形貌和微觀結(jié)構(gòu)。在有效地提高稀土離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率的同時，通過控制變量的方法，深入研究了不同的熱處理制度、不同的稀土離子摻雜濃度比例、不同的泵浦光源功率等等對最終光學溫度傳感靈敏度的影響。最終在700℃熱處理2小時、Er3+/Yb3+摻雜濃度比為0.1/0

5、.8mol％和0.167W/cm2的超低功率密度的條件下獲得了具有較高靈敏度(0.0074K1)的微晶玻璃。低功率、高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率、高靈敏度很好地滿足了光學溫度傳感器用材料的特點。
　　通過高溫熔融61SiO2–(10-x)Al2O3–(14+x)Na2O–7NaF–7.9YF3氟氧玻璃組分;成功地實現(xiàn)了NaYF4微晶玻璃的制備。通過組分的調(diào)節(jié)，XRD衍射圖譜分析得到了NaYF4從立方相到六方相的轉(zhuǎn)變過程。后續(xù)的TEM和STEM