稀土摻雜壓電陶瓷上轉(zhuǎn)換發(fā)光與相結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)性研究.pdf

1、公開的研究結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)晶體場，稀土離子上轉(zhuǎn)換效率可以提高100倍。利用鐵電體中的逆壓電效應(yīng),通過電場極化，或者通過高強(qiáng)氣壓、溫度誘變等方法來調(diào)制晶體場，都可以使上轉(zhuǎn)換發(fā)光發(fā)生改變，這些是通過物理方法實現(xiàn)的。要調(diào)制晶體場，亦可通過化學(xué)的方法實現(xiàn)，比如通過調(diào)制固溶體組分比例，使樣品相結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變從而達(dá)到調(diào)制晶體場的目的。目前，在眾多的鐵電陶瓷中，含鉛鐵電陶瓷具有優(yōu)良的電學(xué)性能。其中，Pb(Mg1/3Nb2/3)O3(PMN)是典型的弛

2、豫震蕩鐵電體,屬于三方相結(jié)構(gòu)，PbTiO3(PT)是典型的正常鐵電體屬于四方相結(jié)構(gòu)，它們的固溶體 PMN-xPT陶瓷屬于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié) PMN和 PT組分比例，可以使 PMN-xPT固溶體相結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)變。
　　為了研究鐵電陶瓷相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變與上轉(zhuǎn)換發(fā)光之間的關(guān)聯(lián)，采用兩步燒結(jié)技術(shù)合成了(0.97-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3-0.03Pb(Er1/2Nb1/2)O3(PMN-xPT:Er，x=0.15，0

3、.20，0.25，0.30，0.35，0.40)陶瓷，通過 XRD分析陶瓷晶體結(jié)構(gòu)，可知陶瓷全部為純鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，無不純相產(chǎn)生。并對陶瓷的鐵電性、壓電性、介電性及上轉(zhuǎn)換發(fā)光進(jìn)行了表征研究。隨著 PT含量的增加，PMN-xPT:Er壓電陶瓷相結(jié)構(gòu)從三方相向準(zhǔn)同型相界（MPB)轉(zhuǎn)變，然后轉(zhuǎn)變到四方相。測試結(jié)果表明，上轉(zhuǎn)換發(fā)光的紅光與綠光積分強(qiáng)度之比和 PMN-xPT:Er陶瓷相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變有著緊密的關(guān)聯(lián)。這種相關(guān)性是基于 Judd-Ofelt理

4、論的討論。此外，采用兩步燒結(jié)技術(shù)制備了(0.99-x)PbTiO3-xPb(Yb1/2Nb1/2)O3-0.01Pb(Er1/2Nb1/2)O3(PT-xPYN:Er，x=0.40，0.45，0.50，0.55，0.60)陶瓷，研究并討論了該體系的相結(jié)構(gòu)、鐵電性、介電性和上轉(zhuǎn)換發(fā)光。結(jié)果表明，PT-xPYN:Er陶瓷相結(jié)構(gòu)，鐵電性，介電性，上轉(zhuǎn)換發(fā)光與 Pb(Yb1/2Nb1/2)O3(PYN)摻雜量 x有著緊密的關(guān)聯(lián)。在 x=0.50