R3+-TiO2(R=Tm,Er,Yb)的熒光特性.pdf

1、稀土摻雜材料在照明、環(huán)境、醫(yī)療、能源、軍事、航天等領(lǐng)域具有著重要的作用，是一個(gè)被日益關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 本文主要討論了TiO2為基質(zhì)、單摻或共摻三價(jià)Tm、Er、Yb等稀土元素的納米粉末樣品的晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性，主要有：
　　 1.采用非水性溶膠-凝膠法分別制備單摻Tm3+、Tm3+/Yb3+共摻、Er3+/Yb3+和Tm3+/Er3+/Yb3+共摻等TiO2粉末樣品。借助X射線衍射儀測(cè)量，分析了燒結(jié)溫度和摻雜濃度對(duì)樣品晶

2、體結(jié)構(gòu)的影響。同一燒結(jié)溫度下的Tm3+/Yb3+共摻TiO2粉末樣品XRD譜圖顯示，稀土離子的摻入對(duì)TiO2基質(zhì)材料相結(jié)構(gòu)的并無明顯影響，主要是金紅石型TiO2和銳鈦礦型TiO2晶混合相結(jié)構(gòu)。
　　 2.測(cè)得了單摻Tm3+、Tm3+/Yb3+共摻TiO2粉末樣品的激發(fā)光譜以及發(fā)射光譜。監(jiān)測(cè)Tm3+離子的665 nm特征發(fā)射時(shí)，最佳激發(fā)波長550 nm，同時(shí)觀測(cè)到在222 nm處出現(xiàn)了TiO2基質(zhì)材料的激發(fā)峰；分別用365，488

3、 nm波長光激發(fā)樣品，得到了Tm3+離子的藍(lán)光(478 nm)、紅光(650、693 nm)和紅外(800、830 nm)發(fā)射，并討論了不同的Tm3+、Yb3+摻雜濃度對(duì)激發(fā)與發(fā)射熒光光譜的影響。結(jié)果顯示Yb3+離子對(duì)Tm3+離子的發(fā)光具有很好敏化作用，增強(qiáng)了銩離子的發(fā)光強(qiáng)度。
　　 3.研究了Tm3+/Yb3+共摻和Er3+/Yb3+共摻樣品的上轉(zhuǎn)換機(jī)制。測(cè)得Zr3+/Yb3+摻雜TiO2在516，538，648，663和83

4、0 nm波段的上轉(zhuǎn)換發(fā)光；Er3+、Yb3+的優(yōu)化摻雜濃度分別為0.3和10 mol％；Tm3+、Yb3+共摻時(shí)的優(yōu)化濃度為0.1和10 mol％。Yb3+離子對(duì)Tm3+離子也具有敏化作用。
　　 4.分析了Tm3+/Er3+/Yb3+共摻系列二氧化鈦粉末樣品的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。重點(diǎn)討論了Tm3+離子的摻入對(duì)Er3+/Yb3+共摻樣品發(fā)光強(qiáng)度率的作用，并且分析了上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度與泵浦功率之間的關(guān)系，結(jié)果證明，Tm3+/Er3+/Yb