Yb~(3+)/Er~(3+)共掺锗酸盐氧氟微晶玻璃的白光输出

对组成为50GeO_2-20Al_2O_3-15CaF_2-15LiF稀土离子锗酸盐氧氟玻璃在550℃微晶化热处理24h,得到了透明的微晶玻璃。X射线衍射表明:玻璃中析出了CaF_2纳米晶粒,晶粒尺寸在17 nm左右。在980 nm泵浦光的激发下,Yb~(3+)/Er~(3+)双掺微晶玻璃产生了蓝绿红上转换荧光。随着玻璃中Yb~(3+)的掺杂浓度的增加蓝光和红光荧光强度增大,其中5%Yb~(3+)/1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)的微晶玻璃样品的上转换发光已经出现白光效果。通过研究一系列高Yb~(3+)/Er~(3+)浓度比的共掺微晶玻璃样品,实现了对上转换红光绿光与蓝光的荧光强度比例的调整,当Yb~(3+)掺杂浓度为12%、Er~(3+)掺杂浓度为0.01%时,微晶玻璃的上转化发光接近白光。     

钙钛矿型GdAlO_3:RE~(3+)(RE=Eu/Er-Yb)和LaAlO_3:Eu~(3+)发光粉的结构和发光性能

采用溶胶凝胶-燃烧法,柠檬酸为络合剂合成出系列GdAlO_3∶Eu~(3+)和LaAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉及GdAlO_3∶Er~(3+), Yb~(3+)上转换发光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱和上转换发光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:1000℃热处理获得具有正交结构的GdAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉和GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光粉及具有六方结构的LaAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉。柠檬酸比例和热处理温度对发光粉晶粒尺寸和晶相的形成有影响。荧光光谱研究表明:荧光粉的主发射峰来自于Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_2跃迁。柠檬酸比例及基质阳离子影响Eu~(3+)离子的局域对称环境。GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光粉在980 nm红外光激发下,发射来自于Er~(3+)离子~2H_(11/2)、~4S_(3/2)到~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)到~4I_(15/2)跃迁。计算并比较了GdAlO_3∶Eu~(3+),LaAlO_3∶Eu~(3+)和GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)样品的色坐标。     

Er~(3+)/Ho~(3+)掺杂碲酸盐玻璃光谱性能和能量传递研究

采用熔融淬冷法制备了新型Er~(3+)/Ho~(3+)掺杂的多组分碲酸盐玻璃。测试了样品的吸收光谱、1.53μm发光光谱和上转换发射光谱,研究了980 nm激发下Er~(3+)/Ho~(3+)掺杂的碲酸盐玻璃的光谱性能和能量传递机理。结果表明:在Er~(3+)/Ho~(3+)掺杂碲酸盐玻璃中可以观察到明显的以525 nm,546 nm和659 nm为中心的绿色和红色发射。Ho~(3+)的共掺通过Er~(3+)与Ho~(3+)间存在良好的能量传递改善了上转换荧光强度,抑制了1.53μm的发光。在Ho_2O_3掺杂量为0.3mol%时Er~(3+)/Ho~(3+)共掺样品上转换发光达到最佳,可见Er~(3+)/Ho~(3+)掺杂的70TeO_2-13BaO-7La_2O_3-10GeO_2玻璃在光纤激光器上转换发光方面有潜在的应用前景。     

铒镱双掺钇钪铝石榴石纳米粉体的制备与发光性质

以柠檬酸为燃烧剂,采用柠檬酸燃烧法制备Er,Yb:YSAG纳米粉体。通过对不同煅烧温度下样品的X射线衍射和扫描电子显微镜分析,确定最佳煅烧温度为900℃。测试了室温条件下样品的激发和发射光谱。结果表明:在381 nm处激发峰最强,对应Er~(3+)的~4I_(15/2)→~2H_(9/2)能级跃迁;最强发射峰在1 547 nm处,对应Er~(3+)的~4I_(13/2)→~4I_(15/2)能级跃迁。测试了样品的上转换荧光光谱,研究了Er~(3+)和Yb~(3+)掺杂量对样品发光强度的影响,得到了Er~(3+)和Yb~(3+)的最佳掺杂量分别为3%和9%,讨论了绿光、红光的发光跃迁机制,验证样品发光为双光子过程。     

上转换发光NaYF_4的制备及其性能研究

上转换发光纳米材料具有对生物组织无损伤、近乎零背景荧光干扰、成像灵敏度高等诸多优点,在生物医学中有着广泛的应用。本文采用溶剂热法,以氟化铵作为氟源,乙二醇作为溶剂制备样品,通过调控反应时间、改变Yb~(3+)/Er~(3+)的掺杂比例来制备NaYF_4上转换纳米粒子。采用XRD、SEM、荧光光谱等测试手段表征制备得到的样品。样品在980nm近红外光激发下,发出橙红色的光。     

烧结温度对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物粉末上转换发光的影响

采用高温固相法在600～1100 ℃范围内选择6个不同烧结温度制备了系列相同配方的Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物上转换发光粉末.在室温下对各样品采用波长为980 nm泵浦光激发,肉眼均可观察到峰值位于658 nm、539 nm和523 nm处的上转换红光和绿光,分别对应于Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)能级跃迁,且红光强度大于绿光强度.通过比较,各样品的上转换图谱形状完全相同,而红绿上转换发光强度明显不同,800 ℃烧结制得样品的红绿荧光强度最强.样品的绿色荧光强度与红色荧光强度的比值随烧结温度升高而增加.通过各样品的X射线粉末衍射图谱(XRD)分析其成分结构,发现烧结温度对样品的成分含量有较大影响.通过测量不同烧结温度下制得样品的上转换发光强度与激发功率的变化关系,发现不同烧结温度可改变样品的上转换发光机理.     

YVO4:Er3+/Yb3+纳米纤维的静电纺丝制备及表征

实验采用静电纺丝技术和高温煅烧法结合制备YVO_4∶Er~(3+)/Yb~(3+)纳米纤维,利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对其物相结构、尺寸与形貌进行了基本的表征。并系统地研究了YVO_4∶Er~(3+)/Yb~(3+)纳米纤维的上转换发光性能。结果表明,YVO_4∶Er~(3+)/Yb~(3+)纳米纤维的红色发射与绿色发射,均随激光工作电流强度的增大而增大,都随着温度的升高呈现单调下降趋势。     

Yb~(3+)/Ho~(3+)/Tm~(3+)三掺杂ZnO微晶玻璃中的上转换白光（英文）

通过熔融淬冷及热处理方法制备出Yb~(3+)/Tm~(3+)、Yb~(3+)/Ho~(3+)共掺杂和Yb~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺杂ZnO微晶玻璃,利用X射线衍射和透射电子显微镜表征了ZnO微晶在玻璃基质中析出。在980 nm激发下,该玻璃体系中可以清晰观察到分别源于Tm~(3+):1G4→3H6、Ho~(3+):5S2、5F4→5I8及5F5→5I8辐射跃迁产生的高效蓝光(477 nm)、绿光(545 nm)和红光(660 nm)上转换发光。上转换发射强度与激发功率依赖关系的数据表明,蓝光发射是三光子过程,而绿光和红光发射是双光子过程。通过优化Yb~(3+)/Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺杂微晶玻璃中离子掺杂浓度可获得白光发射。980nm激发下2Yb~(3+)/0.1Ho~(3+)/0.01Tm~(3+)共掺杂和2Yb~(3+)/0.2Ho~(3+)/0.03Tm~(3+)共掺杂微晶玻璃上转换发光的CIE坐标分别为(X=0.32, Y=0.34)和(X=0.33, Y=0.32),非常接近标准白的CIE色坐标(X=0.33, Y=0.33),表明该材料在白光发射领域具有良好的应用前景。     

Y_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米片的制备及其上转发光性能研究

采用共沉淀法制备了Yb~(3+)/Er~(3+)共掺的Y_2O_3上转换荧光材料,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪(以980 nm激光器作为光源)对合成样品的结构、形貌、发光性能进行了表征。分析结果表明:所制备的样品物相与Y_2O_3基质的物相基本一致;在扫描电子显微镜观察下,Y_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)呈片状;当用980 nm激光激发样品时,可以观测到波长位于525 nm、550 nm处的绿色发射和波长位于660 nm处的红色发射光谱,分别对应于Er~(3+)的2H11/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2特征跃迁。     

溶剂热法制备水溶性NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料

水溶性及单一晶相的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料,具有良好的上转换发光性能和应用,一直受到人们的青睐。本论文以氯化钠、氟化铵、硝酸钇、硝酸镱和硝酸铒为原料,以乙二醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷铜为稳定剂,在反应釜中180℃下反应12 h,合成了α-NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米颗粒。采用X射线衍射、透射电子显微镜、荧光光谱仪对样品进行了表征。结果表明,制得的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料为纯立方相,颗粒分散性良好,粒径在54 nm左右;在980 nm激光激发下,由于Er~(3+)离子的能级迁跃,发射出522 nm和540 nm的绿光和670 nm的红光。     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂GdOCl粉末的制备及上转换发光性能（英文）

采用高温固相合成法制备了Er,Yb:GdOCl粉体,并分别利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分析研究荧光粉的结构、形貌和发光性能。结果表明:四方Er,Yb:GdOCl粉体可以通过1 000℃固相反应2 h合成。980 nm红外光激发下,Er,Yb:GdOCl样品在520~560 nm区域内(对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁)和650~670 nm区域内(对应于Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁)显示出强红光发射线。随着Er~(3+)掺杂浓度增加,红绿光的发射强度先增强后减弱,证明了Er,Yb:Gd OCl中的能量迁移。讨论了Yb~(3+)和Er~(3+)之间可能的红光发射和能量迁移机制。     

高温热解法制备NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米晶及其发光性质研究

稀土离子掺杂的上转换纳米材料由于其独特的光学性质被广泛应用于生物技术领域。采用高温热解法制备了NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米晶,通过控制反应温度和反应时间来调节纳米粒子的尺寸和形貌,研究了反应条件对晶型和发光强度的影响。分别使用红外光谱仪(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(FL)对纳米晶的表面性能、晶型、形貌及发光性质进行了检测。结果表明,随着反应时间的延长,六方相β-NaYF4纳米晶体逐渐形成,立方相α-NaYF_4纳米晶体逐渐消失,纳米晶的发光强度呈现先增强后减弱的趋势。升高温度有利于纳米晶实现从α相到β相的转变,发光强度增加。在反应温度280℃、反应1h条件下,可以形成表面光滑,尺寸均匀的六方相β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶。纳米晶经尾静脉注射荷瘤小鼠,发现纳米晶对小鼠无明显毒性,12h后在小鼠肿瘤部位可见发光现象。     

纳米粉体Er,Yb:(YGd)_2O_3的制备及其发光性质

用柠檬酸作为燃烧剂、聚乙二醇为分散剂,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备Er,Yb:(YGd)_2O_3纳米粉体,最佳工艺条件为:Gd~(3+)的掺杂量为30%(摩尔分数,下同),Er~(3+)的掺杂量为4%,溶液的pH为8,纳米粉体平均粒径约为65nm。样品的激发和发射光谱中,在379 nm处样品的激发峰最强,Er~(3+)的~4I_(15/2)→~4G_(11/2);在562 nm处的发射峰最强,Er~(3+)对应的跃迁为~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)。在562nm处出现的绿光对应Er~(3+)的~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)跃迁,在658nm处出现的红光对应Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁,并对其发光跃迁机制进行了讨论。     

铒镱双掺氧化镥钆透明陶瓷的制备及发光特性

采用柠檬酸燃烧法,1 000℃煅烧2 h得到Gd~(3+)掺杂量为25%(摩尔分数,下同)的Er,Yb:(LuGd)_2O_3陶瓷粉体。研究了Er~(3+)、Yb~(3+)掺杂量对粉体发光强度的影响。粉体的发光性能表明,掺杂量为4%Er~(3+)和5%Yb~(3+)的粉体样品的激发和发射光谱强度最大,在563和661 nm处有较强的发射峰,对应Er~(3+)的~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁。采用掺杂量分别为4%Er~(3+)、5%Yb~(3+)和25%Gd~(3+)在1 000℃煅烧的Er,Yb:(LuGd)_2O_3粉体作为原料,用冷等静压–真空烧结技术在1 800℃烧结20 h制备出Er,Yb:(LuGd)_2O_3陶瓷,尺寸为?10 mm×l mm陶瓷样品的平均透过率为68.7%。陶瓷样品的上转换发射峰强度高于粉体样品。     

Nd~(3+)/Yb_(3+)/Tm~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2纳米晶的制备及其上转换发光性能

采用水热法合成出Nd~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2纳米晶。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、荧光光谱等,对合成样品的晶体结构、形貌和上转换发光性能进行表征。结果表明:合成的样品均为纯四方相的NaY(WO_4)_2,粒径在50~55 nm之间。利用聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂制得的上转换纳米粒子,尺寸小、分散性好并且具有一定的水溶性。在808 nm近红外光激发下,观察到469 nm处的蓝光发射峰以及539 nm处的绿光发射峰,其中蓝光来自Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6能级跃迁,绿光由Tm~(3+)的~1D_2→~3H_5跃迁产生。并研究了共掺杂体系中Nd~(3+)→Yb~(3+)→Tm~(3+)的能量传递过程及其上转换发光机理。     

掺杂Er~(3+)、Yb~(3+)对玻璃陶瓷发光性能的影响

稀土离子Er~(3+)、Yb~(3+)掺杂的透明玻璃陶瓷,通过调整组分及热处理条件,可以实现对玻璃网络结构和玻璃化能力的调节,达到析晶可控与稀土在纳米晶相中重掺的目的。它兼具晶体和玻璃的一些优点,具有高发光效率、高透过率、高稳定性和发光波段可调等性能。而且其热导性和耐热冲击性比较好,使之更适合用作大功率激光工作物质。本文介绍了掺杂Er~(3+)、Yb~(3+)稀土离子的玻璃陶瓷发光机理,并探讨了其影响因素。     

掺杂Er~(3+)、Yb~(3+)玻璃陶瓷发光性质及其影响因素

稀土离子Er~(3+)、Yb~(3+)掺杂的透明玻璃陶瓷,通过调整组分及热处理条件,可以实现对玻璃网络结构和玻璃化能力的调节,达到析晶可控与稀土在纳米晶相中重掺的目的。它兼具晶体和玻璃的一些优点,具有高发光效率、高透过率、高稳定性和发光波段可调等优异性能。而且其热导性和耐热冲击性比较好,使之更适合用作大功率激光工作物质。笔者介绍了掺杂Er~(3+)、Yb~(3+)稀土离子的玻璃陶瓷发光机理,并探讨了其影响因素。     

La_2(MoO_4)_3:Eu~(3+)纳米红色荧光粉的合成及其发光特性

以水合硝酸镧、水合硝酸铕、硬脂酸和水合钼酸钠为反应物,采用溶剂热法合成了Eu~(3+)离子掺杂的La_2(MoO_4)_3:Eu~(3+)纳米红色荧光粉。利用TEM、XRD、FL对其形貌、结构和发光性能进行了表征。考察了溶剂种类、反应时间、反应温度、Eu~(3+)掺杂量对产物微观形貌和发光性能的影响。结果表明:以异丙醇为溶剂、反应温度180℃、反应时间12 h条件下,得到的样品结晶度高、分散性好、形貌均一,粒径小于100 nm。该样品可被近紫外光(波长391.0 nm)和蓝光(波长462.5 nm)有效激发,最大发射波长位于613.5 nm,为窄带的红光。La_2(MoO_4)_3:Eu~(3+)的发光强度与Eu~(3+)离子掺杂量有关,其最佳掺杂摩尔分数xEu~(3+)=0.15{xEu~(3+)=n(Eu~(3+))/[n(Eu~(3+))+n(La~(3+))]}。     

结构弛豫对Al~(3+)/Yb~(3+)共掺石英玻璃结构和性能的影响

采用溶胶–凝胶法结合高温烧结工艺制备Al~(3+)/Yb~(3+)共掺石英玻璃,通过在玻璃转变温度(Tg)以下对玻璃进行等温退火,研究了退火时间对Al~(3+)/Yb~(3+)共掺杂石英玻璃密度、折射率和光谱性质的影响,并利用X射线衍射、Fourier转换红外(FTIR)、Raman光谱、核磁共振等结构分析手段探索其影响机理。结果表明:当退火温度为900℃时,随着退火时间增加,Al~(3+)/Yb~(3+)掺杂石英玻璃的折射率逐渐增大,紫外吸收边逐渐蓝移,Yb~(3+)离子的吸收和发射截面逐渐下降,退火200 h后Yb~(3+)离子出现2个荧光寿命;在Tg温度以下退火,玻璃的非晶态特征和Al的配位数不会发生明显变化;玻璃的假想温度及结构混乱度随退火时间增加逐渐下降。     

Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)掺杂Ga_2O_3-GeO_2-Li_2O玻璃的上转换发光性能研究

采用熔融淬冷法制备了Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)掺杂的Ga_2O_3-GeO_2-Li_2O玻璃。测试了样品的拉曼光谱、吸收光谱、980 nm和808 nm泵浦下的上转换发射光谱。详细调查了在980 nm和808 nm激发下不同的Yb2O3掺杂含量对Tm~(3+)/Ho~(3+)掺杂的镓锗锂玻璃的上转换发射光谱的影响,分析了稀土离子间的能量传递。研究发现:980 nm泵浦下样品观察到明显的545 nm和657 nm发射和微弱的476 nm发射峰。随着Yb~(3+)浓度的增大,由于Yb~(3+)对Tm~(3+)和Ho~(3+)的有效的能量传递增强了红光和绿光发射强度,红光的增长率是快于绿光的,Yb_2O_3的掺杂量为0.7 mol%时I657/I545强度比率达到最高。808 nm激发下可以观察到弱的476 nm的蓝光和545 nm的绿光及强烈693 nm发射。