摻鉍材料制備及其近紅外發(fā)光機(jī)理與熒光增強(qiáng)研究.pdf

1、自從2001年日本學(xué)者Fujimoto等首次報(bào)道鉍(Bismuth)摻雜硅鋁酸鹽玻璃的近紅外(NIR)寬帶發(fā)光以來(lái),對(duì)鉍摻雜材料超寬帶近紅外發(fā)光現(xiàn)象的研究已經(jīng)成為當(dāng)前的熱點(diǎn)課題。但在其研究過(guò)程中,兩個(gè)問(wèn)題制約了摻鉍材料的進(jìn)一步研究和應(yīng)用:(1)鉍的近紅外發(fā)光機(jī)理并不明確,至今未達(dá)成一致的結(jié)論。(2)鉍的近紅外熒光強(qiáng)度很弱,制約了摻鉍材料的進(jìn)一步應(yīng)用。
　　因此,研究鉍的近紅外發(fā)光機(jī)理,以及增強(qiáng)鉍的發(fā)光強(qiáng)度,成為摻鉍材料研究領(lǐng)域急需

2、解決的問(wèn)題。本論文以研究Bi摻雜材料的近紅外發(fā)光機(jī)理及增強(qiáng)其發(fā)光強(qiáng)度為課題。在基質(zhì)選擇、激發(fā)波長(zhǎng)、玻璃成份和共摻劑等對(duì)Bi摻雜材料的光譜性能研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了Bi摻雜材料的近紅外發(fā)光機(jī)理。并且利用稀土離子鐿離子(Yb3+)的共摻敏化,有效地增強(qiáng)了Bi摻雜玻璃的熒光性能。文章主要研究了:
　　(1)通過(guò)研究硅酸鹽玻璃中堿土金屬離子(Mg2+、Ca2+、Ba2+)、還原劑(Si粉)、氧化劑(CeO2、Nb2O5)對(duì)鉍各種發(fā)光性能

3、的影響,并利用光學(xué)堿度等理論對(duì)一些現(xiàn)象進(jìn)行了分析,推論出鉍的近紅外發(fā)光來(lái)源于低價(jià)鉍離子,最有可能是Bi+。
　　(2)LAS(Li2O-Al2O3-SiO2)系玻璃陶瓷形成過(guò)程中適當(dāng)?shù)臏囟忍幚頃?huì)增強(qiáng)鉍的近紅外發(fā)光強(qiáng)度和最大值半高寬(FWHM)。結(jié)合光學(xué)堿度理論可以解釋鉍的近紅外發(fā)光強(qiáng)度變化與熱處理溫度之間的關(guān)系,進(jìn)而可進(jìn)一步證實(shí)鉍的近紅外活性粒子來(lái)源于低價(jià)(Bi+)。
　　(3)在硅酸鹽玻璃體系中研究了低濃度Bi(0.1mo