稀土(Pr3+,Sm3+,Er3+,Yb3+)共摻氧化鋁的光學(xué)特性.pdf

1、稀土摻雜發(fā)光材料不僅可以在照明方面發(fā)揮重要作用,而且在環(huán)境、能源、醫(yī)療、軍事等諸多領(lǐng)域也發(fā)揮著不可替代的作用。
　　 首先,采用非水性溶膠-凝膠法分別制備了單摻Pr3+、Pr3+／Yb3+、Pr3+／Yb3+／Ag+共摻的氧化鋁粉末樣品和單摻Sm3+、Sm3+／Yb3+／Er3+共摻氧化鋁粉末樣品。用激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、X射線衍射(XRD)譜和上轉(zhuǎn)換熒光光譜等方法表征了樣品的熒光特性,討論了能量傳遞機(jī)制,以及不同濃度摻雜對樣品熒

2、光強(qiáng)度的影響。根據(jù)單摻Pr3+氧化鋁粉末樣品XRD譜圖研究了Pr3+離子的摻入對Al2O3基質(zhì)的相組成的影響,建立了1000℃燒結(jié)溫度的Pr3+摻雜Al2O3的相組成圖,發(fā)現(xiàn)體系中存在γ-Al2O3和θ-Al2O3相,隨摻雜濃度的增加衍射峰強(qiáng)度減弱。
　　 其次,測得了單摻Pr3+、Pr3+／Yb3+共摻Al2O3粉末樣品的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜,在監(jiān)測Pr3+離子的657 nm特征發(fā)射時,得到了最佳激發(fā)波長540 nm,且觀測到在

3、280 nm處出現(xiàn)了Al2O3基質(zhì)的吸收躍遷激發(fā)峰；用376,426,540 nm不同波長激發(fā)樣品時,分別得到了Pr3+離子的藍(lán)光(468 nm)、綠光(541 nm)和紅光(655 nm)發(fā)射,而且討論了不同Pr3+、Yb3+摻雜濃度對激發(fā)光譜和發(fā)射光譜的影響。結(jié)果表明,Yb3+離子對Pr3+離子的發(fā)光具有敏化作用。
　　 再次,討論了Pr3+／Yb3+共摻和Pr3+／Yb3+／Ag+共摻樣品的上轉(zhuǎn)換機(jī)制,Pr3+／Yb3+摻

4、雜Al2O3具有發(fā)射波長為410,490,525,546和658 nm的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性,Yb3+共摻雜提高了Pr3+摻雜Al2O3粉末樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度,Pr3+、Yb3+濃度為0.1 mol％和1 mol％時最佳。Yb3+離子不僅對Pr3+離子具有敏化作用,在Yb3+離子摻雜濃度較低時,還存在Pr3+向Yb3+的反向能量傳遞過程。重金屬銀的引入降低了Pr3+離子3P1能級壽命,增加了3P0能級壽命,使Pr3+離子的551 nm(3P

5、0→3H5)的熒光強(qiáng)度強(qiáng)于527 nm(3p1→3H5)的熒光強(qiáng)度。
　　 最后,分析了單摻Sm3+、Sm3+／Yb3+／Er3+共摻Al2O3粉末樣品。根據(jù)激發(fā)光譜和發(fā)射光譜可知,用402 nm波長光激發(fā)時,對610 nm波長發(fā)射最有利。討論了引起Sm3+濃度猝滅的因為。測量了980 nm泵浦下樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜,分析了主要發(fā)射峰的上轉(zhuǎn)換機(jī)制,結(jié)果表明,Er3+和Yb3+離子的加入增強(qiáng)了658 nm的上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度,其能量傳