稀土離子摻雜的NaNbO3和Sr2TiSi2O8納米晶的上轉換發(fā)光性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,超細和納米上轉換材料在上轉換熒光粉、紅外探測器件、生物分子的熒光標記和雙光子共聚焦顯微成像、商標防偽等方面都顯示出了巨大的應用前景。這些物質被廣泛的應用于諸多領域,比如紅外探測,傳感器,激光器等方面。這些方面的應用特別需要環(huán)境友好、發(fā)光亮度高、粒度達到納米級的上轉換發(fā)光材料。鈣鈦礦復合氧化物具有獨特的晶體結構,尤其經摻雜后形成的晶體缺陷結構和性能,被應用或可被應用在固體燃料電池、固體電解質、傳感器、高溫加熱材料、固體電阻器及替代

2、貴金屬的氧化還原催化劑等諸多領域,成為化學、物理和材料等領域的研究熱點。鈣鈦礦結構的堿性鈮酸鹽具有很多優(yōu)良的性質,例如,鐵電性,壓電性,離子傳導,光折射和光催化性能等。選擇具有鈣鈦礦結構的NaNbO3作為上轉換材料,既考慮到NaNbO3晶體具有上述這些優(yōu)良性質,又考慮到NaNbO3晶體中,不存在OH和CO這類大的基團,聲子能量低,且容易制備,是一種很好的上轉換基質材料。稀土離子具有豐富的電子能級和窄的發(fā)射譜線,十分適合作為上轉換發(fā)射中心

3、。因此,本論文中,我們采取共摻雜的手段有效地改善了樣品的發(fā)光性質,重點討論了NaNbO3:Er3+納米晶的發(fā)光特性以及退火溫度對提高發(fā)光強度的影響。在本文中首先用水熱法合成了NaNbO3樣品,然后用固相法分別合成了NaNbO3,NaNbO3:Er3+,NaNbO3:Sm3+樣品,所得樣品均給出了來自于Er3+的4H11/2,4S3/2 → 4I15/2能級躍遷產生的綠光發(fā)射(517-566 nm)和4F9/2 → 4I15/2能級躍遷產

4、生的紅光發(fā)射(650-680 nm)。其發(fā)射強度與退火溫度密切相關,最佳退火溫度為1000 ℃。X射線衍射結果表明所制備的粉體NaNbO3(水熱法200℃和固相法900℃退火),NaNbO3:Er3+(900℃退火),NaNbO3:Sm3+(900℃退火)為立方相結構,在退火溫度800,950和1000 ℃時是正交晶系,長方體結構。該粉末在980 nm LD激發(fā)下,分別發(fā)射出中心波長約為526 nm綠色,547 nm綠色和662 nm紅

5、色(摻Er3+)、526nm綠色,550nm綠色和660 nm紅色(摻Sm3+)的上轉換熒光。探討了Er3+,Sm3+的上轉換發(fā)光機制。研究了晶體的對稱性和退火溫度對NaNbO3:Er3+樣品上轉換發(fā)光強度的影響,結果表明:隨著晶體的對稱性降低和退火溫度的提高,NaNbO3:Er3+樣品的上轉換發(fā)光強度增強。此外通過高溫固相法制備了Er3+單摻和Er3+/Yb3+共摻雜的Sr2TiSi2O8粉末樣品,研究了上轉換發(fā)光強度隨稀土離子濃度的

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