溶膠凝膠法制備Tb摻雜KY(WO4)2薄膜及其熒光性能研究.pdf

1、復(fù)式鎢酸鹽鎢酸釔鉀KY(WO4)2(簡稱KYW)晶體是優(yōu)質(zhì)的基質(zhì)材料之一，在激光，通訊，航天等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。與晶體材料相比，薄膜材料具有高熱導(dǎo)率、高均一性、良好的附著性、高分辨和高對比度等特性。
　　本文以溶膠凝膠法制備KYW粉體和薄膜為基礎(chǔ)，采用溶膠凝膠法制備Tb∶KYW薄膜。利用X射線衍射儀(XRD)，掃描電子顯微鏡(SEM)，傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)及熒光光譜儀等對樣品物相、結(jié)構(gòu)、形貌和熒光性能進(jìn)行表征，得

2、到以下結(jié)果:
　　1.以檸檬酸為絡(luò)合劑，通過pechini溶膠凝膠法合成KYW粉體，探索pH值、檸檬酸、熱處理溫度對粉體物相、形貌等的影響。結(jié)果表明:pH值影響檸檬酸絡(luò)合能力，進(jìn)而影響晶體生長;pH值為3時，粉體晶粒結(jié)晶程度高，結(jié)晶完整，晶粒小;檸檬酸總量為Tb3+離子的4.8倍時制備的粉體粒度為1-2μm，分布較均勻，檸檬酸量過少或過多引起粒度變大或均勻性差;熱處理溫度為850℃-950℃時，制得的晶體結(jié)晶性好，形貌完整。

3、>　　2.以溶膠凝膠法制備粉體為基礎(chǔ)，石英玻璃為基片，用浸漬提拉法在基片鍍上薄膜，對薄膜物相、形貌進(jìn)行表征，結(jié)果表明:丙酮酒精組合清洗基片表面對晶體生長影響不明顯，表面堿洗使晶體沿(020)晶面優(yōu)先生長;以250℃/h升溫到600-800℃，保溫2h，溫度越高，薄膜晶體結(jié)晶程度越高，晶體呈顆粒狀生長，表面出現(xiàn)200nm左右晶體顆粒;850℃保溫2-10h，保溫時間越久，晶體結(jié)晶完整，顆粒分布均勻;升溫速率50-250℃/h，升溫速率越慢

4、，結(jié)晶越完整，薄膜呈島狀生長;島狀生長的薄膜致密度較低，通過重復(fù)鍍膜來提高致密度，三層鍍膜后，薄膜具有較高致密度。
　　3.以溶膠凝膠法制備Tb∶KYW薄膜，對其熒光性能進(jìn)行表征，研究稀土摻雜濃度、鍍膜層數(shù)、熱處理對熒光性能的影響，結(jié)果表明:Tb∶KYW薄膜在254nm激發(fā)光下可發(fā)射545nm（Tb3+離子5D4—7F5躍遷）的綠光，254nm波長處鎢酸根離子吸收波段，存在鎢酸根離子到Tb3+離子能量傳遞，545nm的熒光壽命是0

5、.69ms;隨Tb3+摻雜濃度增加，XRD特征峰發(fā)生藍(lán)移，熒光強(qiáng)度先增強(qiáng)，15at％摻雜時達(dá)到最大，隨后因濃度淬滅而減弱;薄膜的致密度對熒光性能有影響，鍍膜層數(shù)增加，熒光強(qiáng)度增強(qiáng)，4層后，熒光強(qiáng)度趨于平穩(wěn);熱處理溫度在550-850℃范圍內(nèi)，溫度越高，結(jié)晶程度愈高，熒光強(qiáng)度愈強(qiáng);熱處理溫度時間在2-10h范圍內(nèi)，時間越長，薄膜致密度越低，熒光強(qiáng)度越弱。
　　4.初步探索水熱法制備Tb∶KYW薄膜，結(jié)果表明:水熱法制各的薄膜致密低，