Er3+-Yb3+摻雜鉬酸釓納米晶上轉(zhuǎn)換熒光特性研究.pdf

1、目前稀土摻雜材料的上轉(zhuǎn)換熒光性質(zhì)的研究已經(jīng)取得相當(dāng)成果,但是就應(yīng)用而言,上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度仍然有待提高?；|(zhì)選擇會(huì)直接影響稀土發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度,所選基質(zhì)不僅要求聲子能量低,而且需要具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性。鎢酸鹽和鉬酸鹽材料由于其具備較好的基質(zhì)條件,而且合成比較簡(jiǎn)單,成為近幾年的研究熱點(diǎn)。本文采用Gd2(MoO4)3作為基質(zhì),通過(guò)優(yōu)化稀土離子摻雜濃度及敏化劑共摻的方法研究其熒光特性,分析了各種因素對(duì)其測(cè)溫靈敏度的影響。
　　采用溶膠凝膠

2、法制備了不同Er3+摻雜濃度的Gd2(MoO4)3納米晶材料。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、X射線能量色散譜(EDS)和X射線衍射(XRD)技術(shù)對(duì)樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。從XRD圖譜發(fā)現(xiàn)不同濃度摻雜下的樣品均為單斜晶相,表明Er3+離子已經(jīng)完全進(jìn)入基質(zhì)晶格。測(cè)量了不同Er3+摻雜濃度樣品的上轉(zhuǎn)換熒光光譜,發(fā)現(xiàn)當(dāng)Er3+摻雜濃度為20％時(shí)熒光強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)。表明Gd2(MoO4)3具有較大的猝滅濃度,是一種優(yōu)秀的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)。用

3、980nm半導(dǎo)體激光器以及納秒脈沖激光器激發(fā),分別測(cè)量了不同功率激發(fā)下樣品的上轉(zhuǎn)換熒光光譜和熒光壽命,進(jìn)而對(duì)該基質(zhì)強(qiáng)綠光弱紅光的現(xiàn)象給出解釋。
　　制備了Er3+/Yb3+共摻的Gd2(MoO4)3納米晶,進(jìn)一步優(yōu)化了稀土敏化劑Yb3+的摻雜濃度。使用980nm半導(dǎo)體激光器對(duì)樣品進(jìn)行激發(fā),測(cè)得了不同功率激發(fā)下的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。對(duì)激發(fā)功率和相應(yīng)波長(zhǎng)的上轉(zhuǎn)換熒光峰強(qiáng)度取對(duì)數(shù),作出雙對(duì)數(shù)曲線,對(duì)上轉(zhuǎn)換熒光機(jī)制作出定性分析。研究發(fā)現(xiàn)紅綠光

4、的熒光強(qiáng)度比隨Yb3+離子摻雜濃度的增加呈先增長(zhǎng)后減弱的趨勢(shì),結(jié)合上轉(zhuǎn)換能級(jí)圖對(duì)這一現(xiàn)象給出解釋。
　　利用Er3+的2H11/2和4S3/2兩個(gè)能級(jí)熱耦合能級(jí)實(shí)現(xiàn)了測(cè)溫。這兩個(gè)能級(jí)的輻射躍遷分別產(chǎn)生530nm和550nm附近的發(fā)光峰,利用熒光強(qiáng)度比隨溫度的變化曲線擬合得到測(cè)溫靈敏度的表達(dá)式。得到了最佳的測(cè)溫范圍以及最高的測(cè)溫靈敏度。考慮到測(cè)溫過(guò)程中,激光的對(duì)樣品激發(fā)的同時(shí)會(huì)對(duì)樣品加熱,引起樣品表面溫度與實(shí)測(cè)溫度有所不同。采用不同