燃烧法制备Yb3+/Er3+共掺杂CeO2纳米粉及其上转换发光特性研究

采用燃烧法制备了Yb3+/Er3+共掺杂CeO2纳米晶发光粉末,并通过改变稀土硝酸盐和甘氨酸的比例对合成样品的颗粒度进行控制。通过X射线衍射及扫描电镜对所得粉体进行了检测,分析其微观结构及形貌特征;并对样品在980 nm激光激发下的上转换发光特性进行了研究。结果表明,nG/nN=0.36,退火温度为1 000℃时,所得样品结晶最好,晶粒尺寸约为50 nm;掺杂物质的量分数为3%Er3+时,粉体的上转换发光效果最好;当Yb3+的物质的量浓度为10%且Er3+的物质的量浓度为3%时,所得CeO2:Yb3+/Er3+纳米晶粉体获得的上转换发光效果最好;用980 nm激发光源激发CeO2基质时,可观测到峰值位于525,545,557,654和674 nm的上转换发光,其中525 nm处被识别为2H11/2→4I15/2跃迁,545,557 nm处为4S3/2→4I15/2跃迁,654,674 nm处为4F9/2→4I15/2跃迁。     

ZrF2-SiO2基质中Er3+在蓝/绿波段的上转换发光

为了进一步探讨稀土Er3+掺杂材料在蓝/绿可见波段和紫外波段的上转换发光机制,制备了掺杂Er3+的ZrF2-SiO2材料,测量了样品的吸收谱和在980 nmLD激发下的上转换荧光发射谱,研究了上转换发光强度与激光泵浦功率的对数关系.分析了稀土Er3+中4f电子跃迁的特征.证实了在980 nmLD的激发下,ZrF2-SiO2:Er3+在404 nm、445 nm和525 nm、548 nm附近的蓝/绿可见波段上转换发光过程是激发态吸收(ESA),得到了2H9/2→4I15/2、4F5/2→4I15/2蓝光三光子过程和4S3/2→4I15/2、2H11/2→4I15/2绿光双光子过程上转换发光机制.     

微乳液水热法制备NaYF4:Yb,Er上转换发光材料

采用微乳液水热法制备了NaYF4:Yb3+,Er3+的上转换纳米氟化物,粉末X-射线衍射(XRD)图显示:反应时间在48h以内,NaYF4:Yb3+,Er3+纳米粒子产物并非NaYF4的单一相。水热时间延长到72h时,所得产物与PDF#28-1192相吻合,表明产物转变为单一的β-NaYF4。扫描电镜分析结果表明,NaYF4:Yb3+,Er3+纳米粒子随反应时间增加由立方相过渡为六方相,粒径大约在150-160nm。近红外荧光和上转换荧光光谱研究发现,下转换光谱最强发射峰位于1540 nm(对应于4I13/2—4I15/2);Yb3+(c/mol):Er3+(c/mol)=3:1时上转换发射中心分别在523nm、538nm和655nm(分别对应2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁)。通过分析上转换发光机理,发现无论绿光发射还是红光发射均为双光子过程。     

掺Er3+重金属氧氟锗酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Er3+掺杂重金属氧氟锗酸盐玻璃的吸收光谱、上转换光谱和拉曼光谱,分析了重金属氧氟锗酸盐玻璃中Er3+的上转换发光机理.结果表明通过975 nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529 nm和551 nm)和红光(657 nm)发射,分别是由于Er3+离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁,并且均为双光子吸收过程.拉曼光谱研究表明氟离子在玻璃网络中具有重要作用.     

Er3+-Yb3+共掺钡镓锗玻璃上转换发光研究

研究了Er3+-Yb3+共掺钡镓锗玻璃的吸收光谱和上转换光谱.分析了Yb3+离子浓度变化对玻璃光谱性能及对稀土离子间能量转移效率的影响,探讨了铒镱共掺钡镓锗玻璃的上转换发光机制.结果表明玻璃的紫外截止波长在280 nm附近.采980 nm LD激发玻璃样品,在室温下观察到强烈的上转换绿光和红光发射.随着Yb3+离子浓度的增加,上转换红光和绿光发射均增强,而Yb3+对Er3+离子的能量转移效率呈先升高后降低的趋势.当Yb3+浓度为3 mol%时,Yb3+-Er3+的能量转移效率达到最大值83%.能量分析表明980 nmLD激发产生的上转换绿光主要源于Er3+离子4I11/2能级和Yb3+离子2F5/2能级之间的能量转移过程;而红光发射主要源于Er3+离子4I13/2能级与Yb3+离子2F5/2能级之间的能量转移过程.     

应用于白光显示的碲酸盐玻璃上转换发光特性

用高温熔融法制备了Tm3+/Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-La2O3)样品,测试了玻璃样品的吸收光谱和上转换发光光谱,分析了上转换发光机理。结果发现:在975 nm,波长激光二极管(LD)激励下,制备的碲酸盐玻璃样品可以观察到强烈的红光(662 nm)、绿光(525、546 nm)和蓝光(475 nm)三基色上转换发光,分别对应于Er3+的4F9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和Tm3+的1G4→3H6能级跃迁;随着Yb3+掺杂含量和泵浦功率的增加,样品的上转换发光强度都得到了一定程度的提高;通过调整稀土掺杂的浓度,得到了接近于标准白光(EE)发射。     

Ce~(3+)和Yb~(3+)对Er~(3+)掺杂Ga_2O_3-GeO_2-Na_2O玻璃发光性能影响

研究了Er3+/Yb3+/Ce3+掺杂15Ga2O3-75GeO2-10Na2O玻璃的热稳定性和光谱特性,讨论了Yb3+和Ce3+的引入对Er3+的可见及1.5-μm发光性能的影响。分析发现:在Er3+单掺的样品中引入Yb3+极大地提高了Er3+对980 nm光的吸收,同时增强了1.5-μm和上转换发光强度。Ce3+的引入,通过能量传递Er3+(4I11/2)+Ce3+(2F5/2)→Er3+(4I13/2)+Ce3+(2F7/2),提高了1.5-μm发光并抑制了其上转换发光。优化Yb3+掺杂浓度在Yb2O3/CeO2摩尔比为3∶1左右。     

ZrF2－SiO2基质中Er^3＋在蓝／绿波段的上转换发光

为了进一步探讨稀土Er^3 掺杂材料在蓝／绿可见波段和紫外波段的上转换发光机制，制备了掺杂Er^3 的ZrF2-SiO2材料，测量了样品的吸收谱和在980nmLD激发下的上转换荧光发射谱，研究了上转换发光强度与激光泵浦功率的对数关系．分析了稀土Er^3 中4f电子跃迁的特征．证实了在980nmLD的激发下，ZrF2-SiO2：Er^3 在404nm、445nm和525nm、548nm附近的蓝／绿可见波段上转换发光过程是激发态吸收(ESA)，得到了^2H9／2→^4I15/2,^4F5/2→^4I15/2蓝光三光子过程和^4S3/2→^4I15/2,^2H11/2→^4I15/2绿光双光子过程上转换发光机制。     

显示用上转换发光材料Er,Yb∶YF3

采用喷射微波燃烧合成法制备上转换发光显示器中的一种上转换发光材料Er,Yb∶YF3.对材料的XRD衍射图谱和效率进行测试,得出其晶粒大小约为30 nm,发光效率为5 lm/W.给出此材料在波长为1064 nm下的3种激光功率激发下的发光光谱.分析材料的上转换发光机理,得到545 nm 和662 nm峰值发光分别是Er3 的4S3/24I15/2和4F9/24I15/2跃迁产生的.Er,Yb∶YF3具有较强的上转换红光和绿光,采用不同的滤色膜可以得到单色的红光或绿光,满足显示对三基色中红色或绿色的要求,并且喷射微波燃烧合成法制备的材料达到了高分辨率显示应用超细粉体的要求.     

显示用上转换发光材料Er,Yb:YF_3

采用喷射微波燃烧合成法制备上转换发光显示器中的一种上转换发光材料Er,Yb∶YF3。对材料的XRD衍射图谱和效率进行测试,得出其晶粒大小约为30 nm,发光效率为5 lm/W。给出此材料在波长为1064 nm下的3种激光功率激发下的发光光谱。分析材料的上转换发光机理,得到545 nm和662 nm峰值发光分别是Er3 的4S3/24I15/2和4F9/24I15/2跃迁产生的。Er,Yb∶YF3具有较强的上转换红光和绿光,采用不同的滤色膜可以得到单色的红光或绿光,满足显示对三基色中红色或绿色的要求,并且喷射微波燃烧合成法制备的材料达到了高分辨率显示应用超细粉体的要求。