稀土摻雜氧化鋅熒光粉的合成及其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)的研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換發(fā)光是一種吸收兩個(gè)或兩個(gè)以上的低能光子發(fā)射出一個(gè)高能光子的物理過程。上轉(zhuǎn)換材料所具有的這一性質(zhì)使其在短波長(zhǎng)激光器、三維立體顯示、紅外輻射探測(cè)、激光防偽和生物熒光標(biāo)記等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料通常為氟化物和稀土氧化物。多年來國內(nèi)外學(xué)者對(duì)氧化鋅材料的制備和其各種特性做了大量研究，并取得了許多成果，但對(duì)于稀土摻雜氧化鋅上轉(zhuǎn)換材料的制備方法、發(fā)光機(jī)理的研究卻非常少。對(duì)于上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料而言，基質(zhì)的聲子能量被認(rèn)為是影響上轉(zhuǎn)換

2、發(fā)光效率的最重要的因素之一，即聲子能量越低，上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率越高。氧化鋅具有較低的聲子能量約437cm-1，且化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)環(huán)境友好，這使得它有可能成為較理想的用于上轉(zhuǎn)換發(fā)光的基質(zhì)材料。 本文通過固相法、燃燒法、沉淀法以及水熱法四種方法制備稀土摻雜氧化鋅上轉(zhuǎn)換熒光粉，通過實(shí)驗(yàn)確定了四種工藝的基本參數(shù)，并對(duì)上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理進(jìn)行了討論。利用X-射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、熒光分光光度計(jì)等分析測(cè)試手段對(duì)合成物質(zhì)的物相組成、

3、形貌以及發(fā)光性能進(jìn)行了研究。 固相法合成了具有高紅光色純度的熒光粉。在980nmLD激發(fā)下，樣品存在綠光和紅光兩個(gè)發(fā)射帶，且紅光發(fā)射強(qiáng)度遠(yuǎn)高于綠光發(fā)射強(qiáng)度。這是由于Er3+離子4F7/12和4I11-2能級(jí)間的交叉弛豫過程有效地抑止了綠光發(fā)射能級(jí)的電子布居，從而顯著提高了紅光發(fā)射效率，致使樣品具有很高的紅、綠光熒光分支比。 分別考察了燃燒法、沉淀法、水熱法制備的ZnO：Yb3+，Er3+熒光粉的形貌和上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)，并對(duì)