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。     

Er~(3+)-Tm~(3+)共掺碲酸盐玻璃中近红外超宽带发光性质

研究了Er~(3+)-Tm~(3+)共掺TeO_2O-Nb_2O_5-Ln_2O_3(TKNL)碲酸盐玻璃的近红外发光光谱以及上转换光谱性质,该碲酸盐玻璃的起始析晶温度与玻璃转变温度之差△T为136℃,表明此玻璃具有良好的热稳定性,有利于拉制光纤。在808 nm半导体激光器的激发下在近红外波段观察到半高宽为185 nm的宽带近红外发光。通过对不同Tm~(3+)浓度以及不同激发波长下TKNL玻璃的近红外发光以及上转换发光的研究,探讨了Er~(3+)m~(3+)之间的能量传递机理。上述玻璃材料有望用作S和C波段光纤放大器的增益介质。     

Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂ZrO_2-TiO_2粉末的上转换发光性质

通过共沉淀方法制备了Er3+和Yb3+共掺的ZrO2-TiO2上转换发光材料。用X射线衍射(XRD)对合成的物相结构进行了检测,并对样品在980 nm激光激发下的上转换发光性质进行了研究。观察到了位于528、550和662 nm附近的绿色和红色发光,分别对应于Er3+离子的2H11/2,4S2/3→4I15/2and4F9/2→4I15/2跃迁。样品的红光和绿光强度随着ZrO2和TiO2配比的变化而变化。随着烧结温度的升高,样品整体发光强度增加。讨论了上转换发光可能的机理:激发态吸收(ESA)和能量传递上转换(ET)过程。     

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。     

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。     

Tb~(3+)、Gd~(3+)对硅酸盐发光玻璃发光性能的影响

对Nb3 + 激活的硅酸盐发光玻璃进行了研究 ,讨论了Tb3+ 和Gd3 + 对玻璃发光性能的影响。结果表明 :Tb3+ 激活的硅酸盐玻璃在紫外线和X 射线的激发下 ,产生蓝色荧光和较强的绿色荧光 ;随着Tb3+ 离子浓度的增加 ,Tb3 + 离子5D3 能级的能量向5D4 能级转移 ,绿色荧光得到增强 ;Gd3 + 离子通过无辐射能量共振方式对Tb3+ 离子的发光起到了敏化作用 ,加入Gd3+ 进一步提高了Tb3+ 激活硅酸盐玻璃的发光强度     

不同比例的水和油酸对NaGdF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换发光纳米粒子性质的影响

文章以稀土醋酸盐为原料,采用两种体积比的水和油酸(OA)作为溶剂和表面修饰剂,水热法合成了Na Gd F4:Yb3+/Er3+纳米粒子。实验结果表明:合成的Na Gd F4:Yb3+/Er3+纳米粒子主要为六方相的β-Na Gd F4,具有较好的结晶性,明显的棒状形貌并且展现出强的绿光和红光。当溶剂中水的比例逐渐增大时,纳米粒子的粒径逐渐增大,红光荧光强度基本上未改变,但是绿光荧光强度逐渐减弱。     

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.     

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。     

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。     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧玻璃的光谱性质

制备了Tm3+/Yb3+共掺杂的20GaF3-15InF3-17CdF2-15ZnF2-10SnF2-3P2O5-(20-x-y)PbF2-xTmF3-yYbF3(x=0.2～2,y=1～4)系列玻璃。室温下,通过其吸收光谱,运用Judd-Ofelt理论计算了样品的强度参量Ωt(t=2,4,6)、自发辐射几率、荧光分支比和荧光寿命等光谱参数。研究发现,增加Tm3+掺入量对Ω2影响不大,Ω4、Ω6的值有增大的趋势。在980nm激发下的荧光光谱中,观察到5个上转换发射峰,其中发光较强的464nm的蓝光是三光子过程,650nm的红光和800nm的红外光是双光子过程,并讨论了其上转换发光机理和Tm3+、Yb3+掺杂浓度对发光强度的影响。     

Eu~(3+):YAG玻璃陶瓷制备及发光性能

采用高温熔融法制备Eu~(3+)掺杂SiO_2-NaF-Al_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2系统玻璃,经热处理得到Eu~(3+):YAG玻璃陶瓷。通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和荧光光度计对样品进行分析表征。结果表明,采用熔融温度1500℃,再经1300℃保温2h得到晶粒尺寸约为41.8rm的Eu~(3+):YAG玻璃陶瓷。同基础玻璃相比玻璃陶瓷中,~5D_0→~7F_2发射峰出现劈裂,~5D_0→~7F_2与~5D_0→~7F_1跃迁相对强度比值下降,说明Eu~(3+)进入YAG晶格。     

Er~(3+)掺杂碲酸盐微晶玻璃光纤的中红外荧光特性

利用管内熔体直拉法制备了Er~(3+)掺杂的碲酸盐微晶玻璃光纤,其中碲酸盐玻璃的组成为72TeO_2-25PbO-3Er_2O_3 (mol%)。并研究了其微观结构和光学性能。结果表明:通过这种方法制备的光纤具有良好的芯包结构,没有明显的元素扩散,并且经过适当温度热处理后在光纤中析出尺寸约20 nm的Pb Te3O7纳米晶。与前驱体光纤相比,在980 nm激光的泵浦下,2.7μm中红外发光强度在微晶玻璃光纤中得到显著的增强,这主要是由于晶体场效应的影响,其优异的光学性能表明,获得的碲酸盐微晶玻璃光纤有望在中红外光纤放大器和可调谐激光器领域得到应用。     

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。     

Li~+掺杂对GdF_3:Ho~(3+)/Yb~(3+)纳米晶上转换发光影响的研究

本文采用水热法成功制取不同浓度的Gd F3:Ho3+/Yb3+纳米晶,并改变掺杂的Li+浓度、F源和EDTA-2Na量,研究其对上转换发光的影响。X射线衍射仪(XRD),傅立叶变换红外光谱(FT-IR),热重-差热分析仪(TG-DTA),场发射扫描电镜(FESEM)以及荧光分光光度计等对其结构和发光性能进行了表征。在980nm激发二极管激发下,发现位于520~560nm的绿光、630~670nm的红光两条可见光。结果证明,在其他条件一致情况下,Li+掺杂浓度为7.5mol%,EDTA-2Na为2mmol或NH4F为9mmol的发光效果最好。其中,Li+掺杂浓度为7.5mol%时,较未掺杂的绿、红光强度分别增强了5倍、2倍。     

单个Ag@SiO_2立方体对NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米颗粒上转换发光等离子体增强

采用化学还原法一步合成银纳米立方颗粒,并利用St?ber法制备了Ag@Si O_2纳米核壳结构,通过改变正硅酸乙酯(TEOS)加入量可调节Si O_2壳层厚度(7.5~33.0 nm)。样品吸收光谱表明,Ag@Si O_2纳米颗粒的偶极共振吸收峰相对于Ag纳米立方颗粒明显红移,但Si O_2壳层厚度对银纳米立方颗粒的共振吸收峰位影响不大。将Ag或Ag@Si O_2纳米颗粒掺入Na YF_4:Er~(3+),Yb~(3+)上转换纳米发光材料,通过微区荧光光谱研究了单个Ag或Ag@Si O_2纳米颗粒对周围Na YF_4:Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光的等离子体增强。测得单个Ag@Si O_2纳米颗粒对红光和绿光上转换的增强因子分别为2.7和1.5,而单个Ag纳米颗粒只对绿光有增强。表明该纳米复合材料在太阳能电池及生物检测有着潜在的应用。     

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。     

Tb~(3+)掺杂SiO_2-B_2O_3发光材料的制备及发光性质

本文采用溶胶-凝胶法在常温下制备了稀土Tb~(3+)掺杂摩尔百分比为9%的Tb~(3+)-SiO_2、Tb~(3+)-B_2O_3和Tb~(3+)-SiO_2-B_2O_3材料,并用荧光光谱对材料发光性能进行了分析。比对三种不同基质下Tb~(3+)的发光性能,Tb~(3+)-SiO_2材料在400℃退火后的材料的发光性能最好,Tb~(3+)掺杂的B_2O_3和SiO_2-B_2O_3为基质的材料发光性能减弱,说明B_2O_3虽然是较好的荧光基质,但是制备方法,混合比例尚需要深入摸索。     

Tb~(3+)掺杂YBO_3-2SiO_2发光材料的制备及发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Tb3+的YBO3-2SiO2的绿色发光体,通过FT-IR、XRD、激发和发射光谱等表征手段,分析研究了样品的结构和发光性能,确定制备该发光体所需的最佳退火温度为900℃;样品在543nm监测波长下,最佳激发波长为377nm,Tb3+的最佳掺杂摩尔浓度为9%。     

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。