金属离子掺杂对TiO_2:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换材料发光性能的调控研究

稀土文章采用水热法合成掺杂不同金属离子的Ti O2:Yb3+/Er3+上转换发光材料。系统的探讨了不同的金属离子对Ti O2:Yb3+/Er3+发光材料发光性能、形貌以及晶型的影响。具体到通过荧光光谱数据分析离子价态、离子半径等对红、绿光性能的影响;通过SEM数据分析掺杂不同金属离子对应样品形貌的变化;通过XRD数据分析掺杂不同金属离子对应样品的晶型的变化。结果表明离子价态以及离子半径都会改变Ti O2:Yb3+/Er3+材料的发光性能,但与Ti O2:Yb3+/Er3+材料发光性能之间不存在线性关系;掺杂不同金属离子不会改变样品的形貌;掺杂不同金属离子得到了纯相的Ti O2:Yb3+/Er3+样品,且不改变样品的晶型。     

同一上转换机理下Yb3+掺杂浓度对发光强度比值的影响

通过固相反应法制备了Ho3+/Yb3+共掺杂ZrO2-ZnO粉末和Er3+/Yb3+共掺杂不同基质材料的样品,在980nm激发下测量了各样品的绿色和红色上转换发光,分析了各波段的上转换发光机理.在同一上转换机理下,当Yb3+的掺杂浓度增加时,绿光对红光的上转换强度比值呈现出一定规律的变化趋势.这是由于Yb3+的掺杂浓度会影响样品的测试温度,从而改变样品的上转换发光特性.     

不同掺杂浓度的NaGdF4∶Ho3+,Tm3+,Yb3+发光粉的上转换发光

采用水热法制备了掺杂不同比例Ho3 +/Tmn3+和不同Ylb3+浓度的NaGdF4∶Ho3+,Tm3+,Yb3+上转换发光粉,对其结构和上转换发光性能进行了表征.XRD研究结果表明:所有的样品均为六方结构NaGdF4.980 nm红外光激发下,稀土掺杂的NaGdF4发光粉显示分别来自于Ho3+离子5S2,5F4(Ho)→5I8 (Ho)跃迁发射的绿光,5F5 (Ho)→5I8(Ho)跃迁发射的红光,5 S2,5 F4(Ho)→5I7(Ho)跃迁发射的近红外光;来自Tm3+离子1D2(Tm)→3F4(Tm)和1 G4(Tm)→3H6 (Tm)跃迁发射的蓝光,1 G4(Tm)→3 F4(Tm)跃迁发射的红光,3H4(Tm) →3 H6 (Tm)跃迁发射的红外光.研究了Ho3 +/Tm3比例和Yb3+浓度对发光粉上转换发光性能的影响,并讨论了体系的上转换发光机制.计算的发光粉色坐标显示:掺杂Ho3 +/Tm3+比例和Yb3+浓度的变化能调控样品上转换发光颜色.     

基于Er3+/Yb3+掺杂的上转换玻璃陶瓷材料的制备和性能

采用熔融-晶化法在ZnO-Al2 O3-SiO2系玻璃陶瓷的基础上,用GeO2取代部分SiO2成功制备出Er3+/Yb3+共掺ZnO-Al2 O3-GeO2-SiO2系玻璃陶瓷,并通过对样品的硬度及上转换荧光测试分析确定了GeO2的最佳取代量为7.5wt％.研究发现在980 nm波长光的激发下,样品产生了绿色(524 nm、546 nm)和红色(659 nm)上转换发光,且当Er3+/Yb3+掺杂比为2.5:6.5时样品上转换荧光强度最强.     

Y2O2S:Yb,Ho上转换发光材料的制备及性能

利用硫熔法制备了不同浓度的Yb和Ho掺杂的Y2O2S:Yb,Ho上转换发光材料。采用X线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱仪对粉体的相组成、形貌和上转换发光性能进行表征。结果表明:不同浓度的Yb和Ho掺杂后没有改变Y2O2S的晶体结构;颗粒形貌较为规则,多呈现多面体状,分散性较好,颗粒表面很光滑;在980nm激光激发下,Y2O2S:Yb,Ho呈现出以绿光发射为主的上转换荧光,Yb的最佳掺杂量为8%(摩尔分数),Ho的最佳掺杂量为2%(摩尔分数),Ho3+和Yb3+掺杂浓度可显著影响不同颜色发射峰的强度;对激活离子Ho3+来说,同类离子之间发生能量传递和交叉弛豫行为,导致上转换荧光强度发生猝灭;对敏化离子Yb3+来说,Yb3+吸收能量,以热的形式释放出来,产生杂质猝灭。     

二氧化硅对铒/铈共掺碲酸盐玻璃光谱性质的影响(英文)

为进一步提高Er3+1.53μm波段的光谱特性,在Er3+:4 I11/2→4 I13/2和Ce3+:2 F5/2→2 F7/2跃迁间存在能量失配(1 400cm-1附近)的Er3+/Ce3+共掺碲酸盐(TeO2-Bi2O3-TiO2)玻璃中引入了高声子能量SiO2组分。测试分析了不同SiO2组分含量下的Er3+吸收光谱、上转换发光谱、1.53μm波段荧光谱、荧光寿命、放大品质因子和玻璃样品的热性能。结果表明:由于增强的Er3+/Ce3+离子间能量传递,当玻璃样品中SiO2含量达到9%(摩尔分数)时,Er3+的1.53μm波段荧光强度得到显著提高。同时,荧光半高宽随SiO2组分含量相应展宽,而玻璃热稳定性随之提高。     

Tb~(3+)离子掺杂ZnO-P_2O_5玻璃的发光性能研究

通过高温固相法成功制备了Tb~(3+)离子掺杂的ZnO-P_2O_5玻璃,采用了激发发射光谱对其发光性能进行了研究,并采用了长余辉发光光谱对样品的长余辉性能进行了研究,此外本文还讨论了稀土离子(Dy,Eu,Nd,Ce,Er,Ho,Pr)与Tb~(3+)共掺杂对发光玻璃的影响并通过热释光谱进行分析,结果表明共掺杂使得热释峰的强度和位置发生变化。     

Spectroscopic Properties and Energy Transfer Mechanism of Er^3＋/Yb^3＋/Ce^3＋ Codoped Tellurite-based Glasses

为进一步揭示多稀土离子共掺低声子能量玻璃中Er3＋的光谱特性及其发光机理,采用高温熔融法制备了Er3＋/Yb3＋/Ce3＋共掺组分为（72.5–x）TeO2–20ZnO–5La2O3–0.5Er2O3–2Yb2O3–xCe2O3（x=0,0.4,0.7,1.0,摩尔分数x%）的碲酸盐玻璃,通过测量吸收光谱、荧光光谱和无掺杂样品的Raman光谱,以及计算相应能级间的吸收截面和受激发射截面,研究并分析了Yb3＋和Ce3＋离子掺杂对于Er3＋的1.55μm波段荧光特性的影响。结果显示：Yb3＋和Ce3＋的引入能显著增强975nm泵浦下Er3＋的1.55μm波段荧光强度。分析表明：Er3＋在1.55μm波段荧光强度的增强主要归结于Yb3＋/Yb3＋、Yb3＋/Er3＋离子间的共振能量传递过程以及基于单声子和双声子辅助的Er3＋/Ce3＋离子间的能量传递过程,并通过计算得到了相应稀土离子间的能量传递微观参数和声子所作的贡献比。     

Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)掺杂钠铝碲酸盐陶瓷上转换荧光分析

采用高温固相熔融法制备Tm3+/Yb3+、Ho3+/Yb3+和Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂钠铝碲酸盐陶瓷。用X射线衍射分析钠铝碲酸盐陶瓷的结构,结合974nm激光激发的上转换荧光,探讨上转换荧光强度与激发功率的关系。根据计算Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂样品上转换荧光色坐标,研究荧光色坐标与激发功率的关系。结果表明:钠铝碲酸盐陶瓷整体上呈无序结构,但存在少量α-Al2O3。由于Tm3+的上转换蓝光发射属三光子过程,Tm3+/Ho3+/Yb3+掺杂体系中,蓝光发光强度随激发功率增加而迅速增长的趋势比绿光和红光的更为明显。随着激发功率的增大,色坐标在1931CIE色品图中沿左下方朝蓝绿区方向移动,实现了上转换荧光的色彩变换。     

Nd:YbAG纳米晶的制备与光谱性能

采用碳酸盐共沉淀法制备了钕掺杂镱铝石榴石(Nd:Yb3Al5O12;Nd:Yb AG)纳米晶。研究了合成溶液的p H值、煅烧温度和Nd3+掺杂量等对样品的相组成、形貌和发光性能的影响。结果表明:样品结构与Yb AG结构相符合;Nd:Yb AG纳米晶平均粒度约为50 nm。Nd3+掺杂的摩尔分数为3.5%时,样品的上转换蓝光最强,对应Nd3+的2G9/2→4I9/2能级跃迁;Nd3+掺杂量为1.5%时,上转换绿光最强,对应Nd3+的2G7/2→4I9/2能级跃迁;当Nd3+掺杂量为3%时,近红外区荧光性能最佳,对应Nd3+的4F3/2→4I11/2能级跃迁,样品具备良好的发光特性。