MnF_2∶Yb~(3+),Er~(3+)的溶剂热合成及其上转换发光性能

以NH4F为氟源采用溶剂热法制备了MnF_2∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶,考察了样品在980nm激发光源作用下,氟源用量及表面活性剂对所制备样品结构、形貌、粒径及发光性能的影响。X射线衍射结果表明,制备的样品属于四方晶系;扫描电镜和荧光光谱结果表明,n(Re~(3+))∶n(F-)=1∶10及5%聚醚酰亚胺的乙二醇溶液为表面活性剂条件下制备的样品颗粒呈截角八面体状,粒径均匀,其上转换发光强度最大。     

NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光材料的葡聚糖表面改性及醛基化研究

采用两浴-溶剂热法制备了NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米粒子(UCNP),利用葡萄糖在苷化温度下置换UCNP表面的油酸,制得表面包被葡聚糖的亲水性UCNP。进一步通过NaIO_4氧化表面葡聚糖,获得了醛基化UCNP。采用TEM及光纤光谱仪等对修饰前后材料的形貌、发光特性进行了表征。优化实验表明0.5mol/mL葡萄糖在130℃下包被葡聚糖48h效果最好,包被后的UCNP在水相中分散良好且可在超过2个月内保持原有发光强度的75%。通过调节NaIO_4用量及氧化反应时间可以调控表面醛基修饰量。     

核壳NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)@nSiO_2@mSiO_2上转换纳米颗粒的合成、叶酸修饰及性能研究

采用水热法成功制备了NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)@nSiO_2@mSiO_2核壳结构上转换发光纳米粒子(upconversion nanoparticles,UCNPs),并用叶酸对其表面进行了修饰,继而通过TEM、XRD、FT-IR、BET以及上转换发射光谱对其形貌、结构和光学性质进行了表征。结果表明,制备的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米颗粒为纯立方相,表面均匀地包覆了一层SiO_2,显示出明显的核-壳结构,平均粒径为80nm,并且叶酸成功修饰在NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)@nSiO_2@mSiO_2样品表面。在980nm近红外光激发下,该UCNPs具有良好的上转换发光效果,其主要发射峰位于524,541和655nm波长处。该研究可以为开发兼具生物成像和良好载药性能的靶向药物载体提供一定的参考。     

YAG:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米晶粉体的制备及其蓝色上转换发光

以稀土氧化物、硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Yb3+、Tm3+共掺的钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)纳米晶粉体。采用X射线衍射(XRD)确定了1200℃煅烧后的晶体粉为纯YAG结构,无杂质相,晶体尺寸约为90nm;该粉体在波长为980nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为487nm的蓝色上转换荧光,对应于Tm3+离子的1G4→3H6的跃迁。发光强度和激发功率关系的研究揭示了其为双光子过程,Tm3+的激发态吸收及Tm3+、Yb3+间的交叉驰豫型能量传递和是该上转换发光的主要机制。     

CaWO_4∶Dy~(3+),Sm~(3+)的发光性质和能量传递

使用化学共沉淀法制备出Dy~(3+)、Sm~(3+)共掺杂CaWO_4荧光粉,X射线衍射结果表明样品为体心四方晶系。荧光光谱显示Dy~(3+)特征发射强度远大于Sm~(3+)特征发射,煅烧温度达到950℃时,Dy~(3+)的特征发射峰强度明显增加。基质与稀土离子之间存在能量传递,Dy~(3+)离子和Sm~(3+)离子之间存在能量传递。     

热处理温度及EDTA对β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)材料结构与性能的影响

采用共沉淀法合成了Yb3+、Er3+共掺杂的NaYF4粉体,重点研究了热处理温度和螯合剂EDTA对所合成粉体的晶相、表面形貌以及上转换发光性能的影响,并利用X射线衍射、扫描电镜及荧光光谱对其结构组成、晶体表面形貌及发光性能进行了研究。结果表明:随着热处理温度的升高,NaYF4:Yb3+,Er3+粉体由立方相向六方相转变,当温度高于600℃时又从六方相逐渐转变为立方相,而且颗粒的尺寸逐渐变大,从近似球形到无规则形状;NaYF4:Yb3+,Er3+发光强度与热处理温度密切相关,热处理温度对于β-NaYF4:Yb3+,Er3+的发光性能有着重要的影响。经过600℃热处理后的粉体具有较高的发光强度;螯合剂EDTA的添加对所合成粉体的发光性能有着明显的影响,螯合剂的添加降低了其发光强度;在1 000℃以内,NaYF4:Yb3+,Er3+具有良好的热稳定性。     

980nm激发下Y_2O_2S:Ho~(3+),Yb~(3+)纳米晶可见和红外发光特性研究

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备出六角晶系结构的类球形Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶,平均粒径约40nm。在980nm LD激发下,系统研究了纳米晶在450~1 500nm宽波段范围内的发光特性。根据上转换(UCL)和下转换(DCL)测试结果,Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶发射峰位于545,655和1180nm,分别源于5F4/5S2→5I8、5 F5→5I8和5I6→5I8辐射跃迁。Yb3+离子的掺杂可显著提高Ho3+的上转换发光效率。由于纳米晶表面吸附产生的高能振动量子显著提高了5F4/5S2→5F5和5I6→5I7多声子弛豫的发生几率,使得655nm红光发射很难得到抑制。随Yb3+浓度不断增大,Yb3+→Ho3+能量传递效率提高。这不仅可以增大5F4/5S2和5I6能级的粒子布居数,使绿光和红外光发射增强,而且能在一定程度上抑制5I6→5I7多声子弛豫过程,间接削弱红光发射强度。但5F5能级的另一布居途径(5F4/5S2→5F5)使得Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶的绿红光荧光分支比(IG/IR)值仅能达到3.75。当浓度高于6%(摩尔分数)时,(5F4/5S2,2F7/2)→(5I6,2F5/2)能量反传递过程导致绿光和红光发射大幅降低,而5I6能级布居数的增大却增强了红外发射强度。上述变化导致IG/IR增势减弱,红外/红光荧光分支比(IIR/IR)不断增大。     

水热法合成NaYF_4∶Er~(3+)/Pr~(3+)上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒、硝酸镨为原料,采用水热法合成了NaYF4∶Er3+/Pr3+上转换荧光粉。利用X射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等方法对产物的形貌、结构和发光性能进行表征。结果表明,NaYF4∶Er3+/Pr3+粉体外观主要是六边棱柱,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm激光激发下表现出了强的上转换发光性能。其中波长520.5nm和539nm位置为绿光发射,在652m位置为红光发射,分别对应的是Er3+离子的2 H11/2→4 I15/2、4 S3/2→4 I15/2跃迁发射和4 F9/2→4 I15/2跃迁发射。Pr3+上电子向Er3+的能量迁移提高了发光强度。     

溶剂热法制备太阳电池用NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)纳米上转换材料

用溶剂热法合成Yb3+、Er3+共掺的NaYF4纳米上转换材料,研究了去离子水,乙醇两种反应溶剂对材料性能的影响.用X射线衍射光谱,扫描电镜和荧光光谱等测试手段对材料性能进行了对比分析.结果表明:以乙醇为溶剂并加入一定比例的EDTA,所制备的上转换材料能发射较强的、可被太阳电池吸收的可见光.     

立方相NaYF_4∶Ce~(3+)材料的合成及上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铈为原料,采用水热法和共沉淀法合成棒状NaYF4∶Ce3+材料,利用XRD、SEM、红外光谱、荧光光谱分析仪对其结构和发光性能进行表征。结果表明,制备样品均为立方相结构,表面含有以化学吸附方式存在的EDTA分子。经水热法制备样品的上转换发射发射出波长在404.5nm和436nm处的蓝光,以及波长在520.5nm和539nm处的绿光。     

凝胶网络模板法可控制备NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)稀土上转换纳米颗粒

采用水凝胶空间网孔结构作为纳米级反应容器可控制备了NaYF4:Yb3+,Er3+稀土上转换发光纳米颗粒。通过控制交联剂密度可以改变网络凝胶网孔结构,用不同网孔结构的凝胶模板可以控制合成纳米颗粒。通过XRD、TEM、PL等方法研究了不同凝胶模板对颗粒的尺寸、发光性能的影响。结果表明,利用高分子交联后形成的凝胶网络,可以制得粒径在10 nm左右的NaYF4:Yb3+,Er3+纳米颗粒。随着交联剂浓度的升高,颗粒粒径及荧光强度都有所下降。本研究为稀土上转换发光纳米颗粒的制备提供了工艺简单、绿色环保的新方法。     

氟化物玻璃Yb~(3+)敏化稀土离子的上转换发光

研究了氟化物玻璃中 Ｙｂ３ ＋ 敏化 Ｐｒ３ ＋ 、 Ｔｍ ３ ＋ 、 Ｅｒ３ ＋ 或 Ｈｏ３ ＋ 产生的上转换发光． 在波长为８８０ｎｍ光的激发下, Ｙｂ３ ＋ 敏化 Ｐｒ３ ＋ 产生波长为４８２ ,５２０ ,５２９ ,６０５ 和６３５ｎｍ 的荧光． 用波长为９７０ｎｍ 的光激发,在 Ｙｂ３ ＋ 敏化作用下, Ｔｍ３ ＋ 产生波长为４７８ , ６４９ 和７９３ｎｍ 的上转换发光; Ｅｒ３ ＋ 产生波长为５４７ 和５２５ｎｍ 的绿光; Ｈｏ３ ＋ 产生５４３ｎｍ 的绿光     

YVO_4:Eu~(3+)纳米晶的沉淀合成及发光性质

采用沉淀法合成了Eu3+不同掺杂浓度的YVO4:Eu3+纳米晶。利用X射线衍射和荧光光谱对材料的结构、发光性能进行了研究。XRD研究结果表明:在较低温度下合成的样品为四方相YVO4,纳米粒子的晶粒尺寸为7nm。发射光谱和激发光谱的研究表明:宽的激发带主要来自于Eu-O和V-O的电荷迁移带。发射峰来自于5D0-7FJ的跃迁。纳米YVO4:Eu3+的猝灭浓度为12%,荧光寿命随Eu3+离子的浓度的增加而缩短。     

钬掺杂对SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能的影响

首次研究了Ho3+掺杂对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。采用燃烧合成方法,在600℃条件下,合成Ho3+掺杂的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+新型长余辉光致发光材料。X射线衍射分析结果表明,合成的样品为单相SrAl2O4单斜晶系磷石英结构。光致发光光谱测量显示,合成样品的发射光谱是连续宽带谱,峰值位于510nm左右,激发光谱是单峰且峰值位于356nm的连续宽带谱。利用单光子计数系统测量了材料的余辉衰减曲线,结果显示Ho3+的适量掺杂可以明显提高铝酸锶的初始发光亮度。当Ho3+的掺入摩尔比例为0.005时,初始亮度是不掺杂Ho3+时的两倍多。对初始亮度增强的机理做了初步的探讨。     

YVO_4:Eu~(3+)@SiO_2下转换发光特性及其太阳电池应用研究

铕掺杂钒酸钇(YVO_4:Eu~(3+))作为常用的下转换发光材料一直受到广泛的关注和研究,但是YVO_4:Eu~(3+)的表面缺陷会严重影响材料的发光效率。为了进一步改善YVO_4:Eu~(3+)纳米粉体材料的粒度分布和形貌特点,在亚微米级别的SiO_2微球表面涂覆一层YVO_4:Eu~(3+),制成YVO_4:Eu~(3+)@SiO_2核–壳结构,得到单分散的球形YVO_4:Eu~(3+)下转换发光材料,实现YVO_4:Eu~(3+)的发光性能和SiO_2球形特性的有机结合。研究发现,当壳核比为0.6时,YVO_4:Eu~(3+)@SiO_2核–壳结构材料的发光强度可达到纯纳米粉体材料发光强度的90%以上。将改性后的YVO_4:Eu~(3+)@SiO_2核–壳结构材料涂覆在硅基薄膜太阳电池上,可使电池的短路电流密度和转化效率分别由6.694 m A/cm~2和9.40%提升至8.417 m A/cm~2和10.15%,增益效果较为明显。实验结果表明,采用溶液法制备的YVO_4:Eu~(3+)@SiO_2纳米粉体材料由于具有形貌规则、团聚小和尺寸分布均匀等特点,可用作硅基薄膜太阳电池下转换发光层材料。     

CaWO_4∶Eu~(3+),Tb~(3+)白色荧光粉的制备及其发光性能

在不添加助剂的条件下,用微波共沉淀法法制备了铕、铽(Eu~(3+)、Tb~(3+))共掺杂的钨酸钙(CaWO_4)荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,对荧光粉的物相组成、形貌和发光性能进行了分析。研究了Eu~(3+)、Tb~(3+)的掺杂比例及总掺杂量、反应温度及反应物浓度对荧光性能的影响。结果表明,Eu~(3+)、Tb~(3+)的掺杂摩尔比例、总掺杂量、温度以及反应物浓度对荧光粉的发光性能均能产生影响,其中在温度为80℃、反应物浓度为0.12mol/L且Eu~(3+)和Tb~(3+)总物质的量比金属离子总物质的量为13.1%时,得到的Eu~(3+)、Tb~(3+)共掺荧光粉在256nm激发下发射光谱色坐标为(0.270,0.236),位冷白光区。     

CeO2∶Er3+纳米晶的合成及上转换发光特性研究

采用燃烧法制备得到CeO2∶Er3+纳米晶粉末.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对CeO2∶Er3+纳米晶的结构、形貌和上转换发光特性进行了研究.结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构.上转换发光光谱的研究表明:在980nm红外光激发下,可以发现上转换荧光,分别来自于Er3+离子的2H11/2,4S3/2→4 I15/2和4 F9/2→4I15/2跃迁.     

Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法制备了Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉,采用XRD、SEM和荧光光谱仪对样品的晶体结构、形貌及发光性能进行分析。结果表明:合成了正交晶系β′-Gd_2(MoO_4)_3,平均粒径为1μm左右。在254nm紫外光激发下,随着Sm~(3+)和Tb~(3+)掺杂浓度的变化,荧光粉颜色实现了红色→黄色→绿色的颜色可调,同时可观察到Tb~(3+)到Sm~(3+)的有效能量传递和Tb~(3+)的浓度淬灭现象。     

纳米Ag薄膜增强Er~(3+)/Yb~(3+)共掺Al_2O_3薄膜上转换发光特性研究

采用射频磁控溅射在石英基底上制备Al_2O_3:Er~(3+)/Yb~(3+)薄膜,在其表面采用直流磁控溅射沉积纳米Ag薄膜。上转换发光测试表明在491和678 nm的发射峰出现了5.8倍和5.2倍的增强。X射线衍射、原子力显微镜以及透射﹑吸收和散射光谱表明:491 nm发射增强主要源于局域表面等离子或表面等离子与发射带的共振耦合辐射机制,而678 nm发射增强主要源于纳米Ag膜对荧光的LSP散射机制。     

超重力反应沉淀法制备NaYF_4∶Er~(3+)及上转换发光性能

采用重力反应沉淀法合成了Er3+掺杂的NaYF4上转换发光剂,分别用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计(FL)对试样的晶体结构、表面形貌及发光性能进行了表征,研究了不同煅烧温度对材料结构、形貌和发光的影响。结果表明:NaYF4∶Er3+为立方相和六方相混合的晶体,经过煅烧后,颗粒具有很好的结晶性,含有少量的杂相。分别用650nm的红光和808nm的近红外光激发,测试样品的上转换发光,观察到了紫色、蓝色、绿色上转换发光。