Pr摻雜鈮酸鉀和鈮酸鉀鈉的水熱法制備及其光致發(fā)光特性研究.pdf

1、鈮酸鉀和鈮酸鉀鈉是無鉛鐵電材料的代表，具有優(yōu)異的機(jī)電特性、非線性光學(xué)性能，在電子器件、醫(yī)學(xué)診療等領(lǐng)域應(yīng)用前景可觀，因此，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。稀土摻雜的鐵電材料可以通過其發(fā)光特性監(jiān)控鐵電材料在器件應(yīng)用中的溫度，具有原位監(jiān)測、非接觸、使用方便等優(yōu)勢。人們對(duì)稀土元素鐠(Pr)摻雜的Ba0.77Ca0.23TiO3等鐵電材料的研究取得了進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)對(duì)鐵電材料進(jìn)行極化以及調(diào)制鐵電材料的組分等手段可以有效增強(qiáng)Pr元素相關(guān)發(fā)光強(qiáng)度，而鐠摻雜的NaYF4

2、等基質(zhì)材料被證明可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度的光學(xué)溫度監(jiān)測。本文采用水熱法對(duì)Pr摻雜鈮酸鉀和鈮酸鉀鈉進(jìn)行制備，并對(duì)其光致發(fā)光特性進(jìn)行研究。
　　首先，開展了鈮酸鉀和鈮酸鉀鈉的水熱法制備研究，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。通過控制生長時(shí)間、前驅(qū)體濃度等實(shí)驗(yàn)參數(shù)成功制備出具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈮酸鉀和鈮酸鉀鈉，深入研究了材料的生長特性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料組分、晶粒大小、摻雜量等參數(shù)的有效調(diào)控。在200℃，經(jīng)反應(yīng)10 h合成了顆粒均勻，尺寸可控的純凈的粒徑大小可以控制在

3、180 nm-700 nm的鈣鈦礦型斜方鈮酸鉀。得到了不同組分Na/K比例的、顆粒均勻的鈮酸鉀鈉。
　　開展了Pr摻雜鈮酸鉀的水熱法制備與光致發(fā)光特性研究。通過水熱法制備出Pr摻雜鈮酸鉀，并以波長為325 nm激光為激發(fā)光源，探討了Pr摻雜的鈮酸鉀發(fā)光機(jī)制。通過對(duì)摻雜量、退火、溫度等實(shí)驗(yàn)條件的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于Pr摻雜鈮酸鉀發(fā)光特性的調(diào)制，通過調(diào)節(jié)不同發(fā)光峰的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料發(fā)光顏色的有效調(diào)控。最終得到Pr3+摻雜的鈮酸鉀經(jīng)

4、過調(diào)制可以產(chǎn)生白光、黃光、藍(lán)光，并證明了Pr摻雜的鈮酸鉀發(fā)光對(duì)溫度敏感，具有測溫潛力。
　　最后，開展了Pr摻雜鈮酸鉀鈉的水熱法制備和光致發(fā)光特性的研究。通過水熱法制備出Pr摻雜的鈮酸鉀鈉，對(duì)其進(jìn)行了溫度與發(fā)光強(qiáng)度關(guān)系的研究，并對(duì)Pr摻雜鈮酸鉀鈉的光學(xué)溫度傳感特性進(jìn)行了深入研究，特別是通過三種方法對(duì)比，實(shí)現(xiàn)了基于Pr3+摻雜的鈮酸鉀鈉產(chǎn)生的紅色熒光與藍(lán)色熒光強(qiáng)度比的溫度傳感，靈敏度高達(dá)6303/T2。
　　這些研究成果不僅增