稀土鎂摻雜七鋁酸十二鈣的制備及上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的研究.pdf

1、稀土和鎂摻雜的七鋁酸十二鈣（C12A7）是一種應(yīng)用廣泛、頗具前景的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。本文采用高溫固相法制備Ho3+、Tm3+、Yb3+和Mg2+摻雜的C12A7多晶，并確定了最佳的制備工藝。主要研究了Mg2+的摻雜對C12A7材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的影響，并且討論了上轉(zhuǎn)換發(fā)光的機(jī)理。
　　將原料混合，在1200℃下，燒結(jié)6小時(shí)，就可以得到Ho3+、Tm3+、Yb3+和Mg2+摻雜的C12A7多晶。XRD測試表明，摻雜的離子是以晶格取代的

2、形式進(jìn)入晶格，并沒有改變C12A7的晶格結(jié)構(gòu)。拉曼光譜表明，摻雜Mg2+離子可以降低C12A7的聲子能量，能更好的實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。紫外-可見吸收光譜表明，摻雜Mg2+離子有利于上轉(zhuǎn)換發(fā)光的進(jìn)行。
　　通過高溫固相法制備了發(fā)藍(lán)光的C12A7:Yb3+,Tm3+,Mg2+系列樣品、發(fā)紅綠光的C12A7:Yb3+,Ho3+,Mg2+系列樣品。研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光發(fā)射與Tm3+離子電子的1G4→3H6躍遷對應(yīng)，綠光發(fā)射與Ho3+離子電子的5F4

3、/5S2→5I8躍遷對應(yīng)，紅光發(fā)射與Ho3+離子電子的5F5→5I8躍遷對應(yīng)。通過正交實(shí)驗(yàn)的方法制備了一系列發(fā)白光的C12A7:Yb3+,Tm3+,Ho3+,Mg2+系列樣品，發(fā)現(xiàn)12CaO·7Al2O3摻雜4mol％Yb3+,0.7mol%Tm3+,0.5mol%Ho3+時(shí)發(fā)出的白光最好。
　　通過對上轉(zhuǎn)換光譜的研究發(fā)現(xiàn)，無論對何種顏色的光，Mg2+離子的摻雜都會大幅度增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度，并且在摻雜濃度為6mol%時(shí)達(dá)到最強(qiáng)，對