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。     

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。     

铥镱双掺氧化钆钇透明陶瓷的制备与发光性能

采用柠檬酸燃烧法制备了(GdY)_2O_3:Tm,Yb粉体,并确定其制备工艺条件为:煅烧温度1 000℃,Gd~(3+)、Tm~(3+)、Yb~(3+)掺杂的摩尔分数分别为20%、4%、5%。以此条件得到的粉体的平均粒径约65 nm。粉体的发射光谱表明:在980 nm激发源激发下,在484 nm处得到的蓝光,对应于Tm~(3+)的1G4→3H6能级跃迁;在658 nm处得到的红光,对应于Tm~(3+)的3F2→3H6能级跃迁。用制备的粉体作为原料,采用真空烧结法制备(GdY)_2O_3:Tm,Yb陶瓷,其烧结工艺条件为:烧结温度为1 750℃,保温20 h。制备的陶瓷在400~3 300 nm波长范围内的平均透过率为71%。     

Sm:(YLa)_2O_3透明陶瓷的制备及发光性能

以NH4HCO_3为沉淀剂,用共沉淀法制备Sm:(YLa)_2O_3纳米粉体,采用冷等静压-真空烧结技术在1 750℃烧结20 h得到Sm:(YLa)_2O_3透明陶瓷。研究了粉体的形貌、激发和发射光谱。结果显示:制备的纳米粉体呈球形,分散性好,粒度分布均匀,平均粒径约为75 nm,该粉体Sm~(3+)最佳掺杂摩尔分数为1%;最强激发峰位于408 nm处,对应于Sm~(3+)的~6H_(5/2)→~4F_(7/2)能级跃迁;最强发射峰位于609 nm处,对应于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(7/2)能级跃迁。陶瓷样品的透过率和吸收光谱测试表明,陶瓷最佳烧结温度为1 750℃,在此温度下制备的陶瓷样品在可见光波段和红外波段的平均透过率分别为69.46%和74.77%。     

LaF_3:Yb/Er@NaYF_4纳米颗粒的热分解法合成与上转换发光性能研究

采用热分解法以十八烯和油酸作为反应的溶剂,制备了LaF_3:Yb/Er@NaYF_4上转换纳米颗粒。X-射线衍射(XRD)结果表明:所合成的核纳米颗粒为立方相LaF_3:Yb/Er,LaF_3:Yb/Er@NaYF_4与立方相NaYF_4完全对应,且包覆后的平均粒径约为15nm。透射电子显微镜(TEM)结果表明:样品具有明显的核壳结构,具有单分散性,且形貌均一、结晶性高;在980nm近红外光激发下,荧光光谱中波长在524nm和543nm附近发出来自于Er~(3+)的~2 H_(11/2)→~4I_(15/2)的绿光和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)的黄光,664nm附近发出来自于Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的红光。利用LgIem∝LgInex公式对发光带峰面积随激发光功率变化的数据进行拟合,证明该样品属于双光子能量吸收过程。     

Pr~(3+)/Sm~(3+)共掺杂的钼酸锶发光材料的合成与表征

以Pr(NO_3)_3、Sm(NO_3)_3、Na_2MoO_4·2H2O、SrCl_2·6H_2O为原料,采用化学共沉淀法,通过控制掺杂稀土离子的比例和煅烧温度制得一系列的以SrMoO_4为基质的荧光体粉末。XRD结果表明,稀土离子的掺杂量为9%时不会引起基质结构的改变。荧光光谱分析表明,在煅烧温度为800℃时样品的发光性能最好。固定激发波长为λ_(ex)=250 nm,Pr~(3+)在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr~(3+)的~3H_4→~3P_0、~3P_0→~3H_6、~3P_0→~3F_2的跃迁。Sm~(3+)发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(5/2),~4G_(5/2)→~6H_(7/2),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的跃迁。     

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.     

Er,Yb:(LaGd)_2O_3纳米粉体的制备与发光性质

以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Er,Yb:(La Gd)2O3纳米粉体。经1 000℃煅烧2 h得到的粉体颗粒呈规则球形,平均粒径约为90 nm,团聚低,分布均匀。研究了Er3+,Yb3+的掺杂量对样品发光强度的影响。结果表明:掺杂Er3+和Yb3+的摩尔分数分别为4%和5%时,所得样品的发光性能最优。样品的激发和发射光谱显示:在379 nm处激发峰最强,对应Er3+的4I15/2→4G11/2能级跃迁;最强发射峰位于562 nm处,对应于4S3/2/2H11/2→4I15/2能级跃迁。样品的上转换光谱表明:样品在548和662 nm有较强的发射峰,对应Er3+的4S3/2/2H11/2→4I15/2跃迁和4F9/2→4I15/2跃迁。并讨论了发光跃迁机制。     

Er~(3+)掺杂GeS_2-Ga_2S_3-CsI微晶玻璃的中红外光谱特性

通过熔融淬冷法制备了掺杂0.6%(占基质玻璃的质量分数)Er~(3+):65GeS_2-25Ga_2S_3-10CsI(摩尔比)玻璃。通过不同热处理工艺对玻璃样品进行微晶化处理获得了硫卤微晶玻璃。测试了其密度、显微硬度、红外透过光谱、以及中红外荧光光谱。对比研究了基质玻璃与微晶玻璃样品之间性能差异。结果表明:基质玻璃在热处理温度为440℃,热处理时间为14 h后,所获得的微晶玻璃样品的密度和显微硬度明显增加,中远红外透过性能并未有显著的降低,Er~(3+):~4I_(11/2)→~4I_(12/2)跃迁相对应的2.8μm处的中红外荧光光强稍有增强。     

柠檬酸凝胶燃烧法制备Tm,Yb:(LuGd)_2O_3纳米粉体及其发光性能

以柠檬酸为燃烧剂,PEG(10000)为分散剂,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备Tm,Yb:(Lu Gd)_2O_3纳米粉体,得出最佳的实验条件为:Lu~(3+)的掺杂量为25%(摩尔分数),溶液p H值为6。制备的纳米粉体平均粒径约为55 nm。测试了样品的激发和发射光谱。结果显示:最强激发峰位于361 nm处,归属于Tm~(3+)的~3H_6→~1D_2能级跃迁;最强发射峰出现在454 nm处,归属于Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6的能级跃迁。样品上转换光谱显示:样品在484和658 nm处分别产生蓝光和红光的发射峰,分别归属于Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6和~1G_4→~3F_4能级跃迁。研究了不同Tm~(3+)掺杂量对上转换发光强度的影响,确定了Tm~(3+)的掺杂量为4%,并讨论了发光跃迁机制。     

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。     

Si~(4+)掺杂对橙红色荧光粉NaBaSi_xP_(1-x)O_4:Eu~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相法合成了一系列NaBaSi_xP_(1-x)O_4:Eu~(3+)橙红色荧光粉。表征了荧光粉的晶体结构和发光性能。考察了煅烧温度和Si~(4+)掺杂量对荧光粉结构和发光性能的影响。结果表明:掺杂Si~(4+)对荧光粉的晶型没有明显影响,但是导致了晶格膨胀。750℃煅烧时基质已形成NaBaPO_4相,晶型为六方晶系,荧光粉发射峰强度最强。激发光谱由200~280 nm的宽带和310~500 nm的一系列尖峰组成,分别对应于O~(2–)→Eu~(3+)电荷迁移带和Eu~(3+)的f→f能级跃迁吸收,最强激发峰位于393 nm左右,与近紫外LED芯片的发射光谱匹配。在393 nm近紫外光激发下,最强发射峰和次强发射峰分别位于红光616 nm和橙光591 nm附近,分别属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_1特征跃迁。NaBa_(0.92)Si_xP_(1–x)O_4:0.08Eu~(3+)中Si~(4+)的最佳掺杂量为0.02 mol,Na Ba_(0.92)Si_(0.02)P_(0.98)O_4:0.08Eu~(3+)样品在616和591 nm附近的发射强度比单掺杂Eu~(3+)的样品分别提高了66.6%和63.6%。     

稀土Er/Nb共掺Bi_4Ti_3O_(12)高温铁电陶瓷的上转换发光及电性能

采用固相法制备Er~(3+)掺杂铋层状结构陶瓷Bi_(4-x)Er_xTi_3O_(12)-4%Nb_2O_5(BITN-xEr,0≤x≤0.25)。研究了不同Er~(3+)含量对样品的结构、上转换发光与电性能的影响。XRD表明,所有样品均为正交相铋层状结构,并存在第二相Bi_2Ti_2O_7。Raman光谱表明,Er~(3+)取代了类钙钛矿层A位中的Bi~(3+),导致Ti06八面体的结构畸变。在980nm近红外光源激发下,所有掺杂样品均存在2个绿光和1个红光发射峰,当x=0.20时样品荧光强度达到最佳。随着掺杂量x的增加,Curie温度逐渐升高,压电系数(d_(33))和剩余极化强度(P_r)逐渐下降。当温度升高到500℃时,BITN-O.10Er样品仍有较高的压电活性(d_(33)=21 pC/N)和较好的热稳定性,表明该材料是一种具有潜在应用价值的多功能材料。     

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。     

稀土掺杂钨酸钆钾激光晶体生长

以K_2W_2O_7为助溶剂,在钨酸钆钾[KGd(WO_4)_2,KGW]晶体中分别掺入稀土元素离子Nd~(3+),Yb~(3+),Er~(3+)和Er~(3+)+Yb~(3+),用顶部籽晶提拉法分别生长出Nd∶KGW,Yb∶KGW,Er∶KGW和Er∶Yb∶KGW4种激光晶体。获得最佳的生长工艺参数是:转速为10~15r/min,拉速为1~2mm/d,降温速率为0.05~0.1℃/h,生长周期为10~15d。经X射线分析确定4种晶体均为β相。利用热重差热分析确定了晶体的熔点和相转变温度,结果表明:Nd∶KGW,Yb∶KGW,Er∶KGW和Er∶Yb∶KGW4种晶体的熔点分别为1085,1086,1080℃和1079℃;相转变温度分别为1023,1021,1021℃和1024℃。分析了晶体产生缺陷的原因。     

Pr~(3+)/Sm~(3+)共掺杂的钼酸锶发光材料的合成与表征

以Pr(NO_3)_3、Sm(NO_3)_3、Na_2MoO_4·2H2O、SrCl_2·6H_2O为原料,采用化学共沉淀法,通过控制掺杂稀土离子的比例和煅烧温度制得一系列的以SrMoO_4为基质的荧光体粉末。XRD结果表明,稀土离子的掺杂量为9%时不会引起基质结构的改变。荧光光谱分析表明,在煅烧温度为800℃时样品的发光性能最好。固定激发波长为λ_(ex)=250 nm,Pr⁽³⁺⁾在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr(3+)在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr⁽³⁺⁾的(3+)的³H_4→3H_4→³P_0、3P_0、³P_0→3P_0→³H_6、3H_6、³P_0→3P_0→³F_2的跃迁。Sm3F_2的跃迁。Sm⁽³⁺⁾发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm(3+)发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm⁽³⁺⁾的(3+)的⁴G_(5/2)→4G_(5/2)→⁶H_(5/2),6H_(5/2),⁴G_(5/2)→4G_(5/2)→⁶H_(7/2),6H_(7/2),⁴G_(5/2)→4G_(5/2)→⁶H_(9/2)的跃迁。     

Ba_(1-x-1.5y)Sr_xMoO_4:ySm~(3+)红色荧光粉的水热法合成及发光性能

采用水热法合成Ba_(1-x-1.5y)Sr_xMoO_4:ySm~(3+)系列红色荧光材料,对其进行了表征,考察了Ba~(2+)和Sr~(2+)含量及Sm~(3+)掺杂量、反应温度和pH值对材料相结构、荧光性能和微观形貌的影响.结果表明,pH=7、反应温度130℃条件下合成的Ba_(0.843)Sr_(0.15)MoO_4:0.005Sm~(3+)具有最佳的发光性能和显微形貌,在波长405 nm的荧光激发下,粉体的发射光谱呈现三峰发射,分别位于564,600,648 nm,分别来自Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(5/2),~4G_(5/2)→~6H_(7/2)和~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的电子跃迁,其中以~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的跃迁发射强度最强.     

Er_2O_3掺杂对SrCaBi_4Ti_5O_(18)无铅压电陶瓷结构与电学性能的影响

采用传统固相合成法制备了SrCaBi_(4-x)Er_xTi_5O_(18)(SCBT-xEr,x=0.00,0.02,0.04,0.06)无铅压电陶瓷,研究了Er~(3+)掺杂量对陶瓷物相、微观结构、电学性能及高温稳定性的影响。XRD表明,Er~(3+)掺杂并没有改变SCBT-xEr陶瓷的晶体结构,所有样品均为单一的铋层状结构;通过电学性能分析,随着Er~(3+)掺杂量的增加,在室温下介电常数先增加后减小,居里温度(T_c)逐渐减小。当x=0.02,烧结温度为1180℃时,陶瓷的综合性能最佳,压电常数(d33)=23 pC/N,居里温度(T_c)=427℃;当退火温度达到300℃时,压电常数(d_(33))依旧保持在20 pC/N左右,说明材料具有较好的温度稳定性,材料可以在300℃的高温环境中应用。     

Tm~(3+)和Ho~(3+)双掺锗铌酸盐玻璃的中红外发光性质

用高温熔融法制备了Tm~(3+)和Ho~(3+)双掺的86GeO_2-4Nb_2O_5-10Na_2O锗铌酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论,获得了Tm~(3+)的强度参量及Tm~(3+)的自发辐射跃迁几率、辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm~(3+)能级~3H_6→~3F_4跃迁和Ho~(3+)能级~5O_8→~5I_7跃迁和Ho~(3+)的吸收截面σ_a受激发射截面σ_a和增益光谱G(λ)。在808 nm激光二极管激发下,研究分析了Tm~(3+)敏化Ho~(3+)的2.0μm的红外发射光谱。结果表明:Ho~(3+)的共掺提高了Tm~(3+)(~3F_4)→Ho~(3+)(~5I_7)之间的能量转移效率,增强了2.0μm的红外发光。