稀土摻雜SrYbF5材料的合成及其上轉換發(fā)光性質研究.pdf

1、稀土摻雜上轉換發(fā)光材料在彩色顯示、生物醫(yī)學診斷、高密度光信息記錄與存儲等方面具有很大的潛在應用價值,在過去十幾年里這種材料引起了人們極大的研究興趣。與此同時,因為白光發(fā)射材料在三維顯示、低能耗光源以及背景光等領域應用廣泛,大量的研究集中到尋找白光發(fā)射材料上面。盡管有人已經(jīng)報道了一些關于 Tm3+/Er3+/Yb3+或者 Tm3+/Ho3+/Yb3+三摻雜的白光發(fā)射工作,但是他們所選用的基質材料有很大的局限,因此繼續(xù)探索更多能夠實現(xiàn)白光發(fā)

2、射的材料并研究其上轉換發(fā)光機理還是一項很有意義的工作。本論文選取稀土摻雜的SrYbF5材料作為研究對象,利用水熱合成法和共沉淀法分別制備出了稀土離子摻雜的SrYbF5納米片和具備白光發(fā)射能力的SrYbF5熒光粉,結合X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、能量色散X射線光譜儀(EDXS)和熒光光譜對樣品形貌、上轉換可調熒光發(fā)射和上轉換白光發(fā)射進行了研究。
　　主要工作概括為三點:
　　1.首先

3、概述了稀土摻雜上轉換材料的分類及在各領域的應用,介紹了稀土摻雜材料的多種制備方法,包括高溫固相法、溶膠-凝膠(Sol-Gel)合成法、水熱合成法、微波輻射合成法、共沉淀合成法等。本工作采用水熱法和和共沉淀法來合成稀土摻雜的SrYbF5上轉換發(fā)光材料。
　　2.采用水熱合成法制備了一系列納米片形貌的Er3+/Tm3+離子共摻雜的SrYbF5材料。使用PVP作為表面活性劑,在200℃條件下合成了SrYbF5納米片。通過XRD,SEM,

4、HRTEM,SAED和上轉換熒光光譜等分析手段詳細的研究了SrYbF5納米片的微觀結構和光學性質。上轉換熒光光譜表明 Er3+離子單摻雜時樣品在980nm激光激發(fā)下以紅色上轉換熒光(660 nm)為主,而Er3+-Tm3+離子共摻雜時樣品發(fā)出藍綠紅以及紅外共七個波段的發(fā)射光,中心波長分別為474 nm,522 nm,543 nm,654 nm,679 nm,699 nm和803nm。隨著Tm3+離子濃度逐漸增大,Er3+離子發(fā)光強度先增

5、強后減弱,這說明Tm3+離子能夠將能量傳遞給Er3+離子以調節(jié)其上轉換發(fā)光。
　　3.使用共沉淀法制備了一系列Tm3+/Ho3+離子摻雜的SrYbF5熒光粉。利用XRD和熒光光譜對樣品結構及上轉換白光發(fā)射性質進行了研究。稀土離子的摻雜濃度和激發(fā)光功率都對樣品上轉換發(fā)光有影響。當激光功率為10.6mW,稀土離子濃度為1％Tm3+/0.5%Ho3+時,在980nm紅外光激發(fā)下可以觀察由上轉換藍、綠、紅三基色擬合成的白光,樣品的CIE色