Er~(3+)掺杂68Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-32PbTiO_3弛豫铁电晶体光学性能的研究

为了改善弛豫铁电单晶的光学性能,实验采用稀土离子掺杂的方式,使用高温溶液法生长了Er~(3+)掺杂68Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3-32PbTiO_3(PMN-32PT)弛豫铁电晶体,利用红外分光光度计和荧光/磷光/发光分光光度计研究了晶体的光学性能.实验结果表明:Er~(3+)掺杂PMN-32PT晶体在红外波段(3~12μm)的透过率达到66%;在491nm激发光作用下,得到中心波长为530nm和550nm的绿光及650nm红光发光带,晶体具有下转换发光特性;在800nm激发光作用下,产生中心波长为530nm和543nm的绿光发光带,晶体呈现出Er~(3+)离子特有的上转换荧光发射,具有上转换发光特性.     

PMN-32PT∶Er/Yb晶体的结构及性能研究

为改善PMN-32PT晶体的光学性能,引入Er~(3+)和Yb~(3+)进行改性,采用高温溶液法生长了PMN-32PT∶Er/Yb弛豫铁电晶体.通过X射线衍射分析了晶体的相结构,利用高温介电温谱仪、准静态d33测试仪、紫外-可见-近红外吸收光谱仪及FLS980稳态瞬态荧光光谱仪分别测试了晶体的介电、压电、光吸收及上转换发光性能.研究结果表明:晶体具有纯的钙钛矿结构,居里温度(Tc)约为148.3℃,室温下最大压电常数为1 230pC/N,在紫外-可见-近红外波段晶体具有一定的光吸收特性.用波长为980nm的激光激发晶体,观察到强的绿光和红光发射带,分别对应于Er~(3+)的~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的跃迁发射.晶体的~4S_(3/2)和~4F_(9/2)能级的平均寿命为91.40μs和167.28μs.稀土离子的掺入,使晶体具备了较强的光吸收和上转换发光特性.     

Yb-Tm掺杂钨酸盐纳米晶的制备及发光性能研究

实验采用水热法制备了发光性能优越的Yb~(3+),Tm~(3+)掺杂的BaWO_4纳米晶.讨论了不同掺杂比例样品的发光性能,确定了最佳制备工艺.运用了X射线衍射、扫描电镜对制备的样品形貌结构进行了表征,发现含有稀土离子Yb~(3+),Tm~(3+)掺杂的BaWO_4纳米晶体呈现四方晶系结构,并且粒径低于100 nm,分散性较好.使用980 nm半导体激光器作光源,并且以Hitachi F-4500分光光度计对样品的发射光谱进行了测量,可以发现:实验制得的纳米晶的发射峰为457 nm、478 nm和650 nm,各个发射峰分别与Tm~(3+)离子~1D_2→~3F_4、~1G_4→~3H_6和~1G_4→~3F_4的跃迁相对应.当Yb~(3+)/Tm~(3+)的值为7 1,Tm~(3+)离子的浓度值为1.0 mol%时,样品的发光效果最佳,并且详细讨论了上转换发光机制.     

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。     

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。     

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。     

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。     

纳米NaYF4：Nd^3＋、Dy^3＋材料的上转换光学特性

制备了Nd^3＋和Dy^3＋掺杂立方相NaYF4上转换发光纳米晶体,用XRD、荧光光谱等测量手段对纳米颗粒的结构和发光性能进行表征,探讨Nd3’和Dy¨的掺杂比例对上转换发光的影响．利用776nm红外光激发样品,NaYF4：Nd^3＋,Dy^3＋实现蓝、绿上转换发光,出现Dy^3＋特征峰：479nm、574nln上转换发射峰．探讨基质NaYF4中Nd^3＋对Dy^3＋的敏化作用及上转换机制．     

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.     

燃烧法制备NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米发光粉

采用低温燃烧法制备了NaYF4:Er3+,Yb3+上转换纳米发光粉。确定最佳工艺参数为:尿素用量为200%stio,烧结温度为600℃,反应时间为8min。通过X射线衍射和透射电镜分析了晶粒尺寸和粉体粒径,粒径为30～35nm。结构为六方晶相。NaYF4:Er3+,Yb3+样品对980nm附近的波长具有上转换发光效应,上转换发射光谱5个发光峰分别为380、408、522、540和658nm。拟合材料发光强度与泵浦功率之间的关系说明,380、408nm紫光发射属于三光子过程,526、540和652nm发射均属于双光子过程。     

Er~（3＋）/Yb~（3＋）共掺氟磷酸钙纳米微晶玻璃的高效近红外发光性质研究（英文）

本文制备了Er3＋/Yb3＋共掺的透明氟磷酸钙纳米微晶玻璃,并对其近红外发光性质进行了研究。样品经过热处理后,经X射线衍射和透射电镜测试发现：玻璃基质中均匀地析出了20 nm左右的Ca5（PO4）3F晶体,并且稀土离子进入到了析出的纳米晶相中.同热处理之前的样品相比,在808 nm和980 nm激光的激发下,Er3＋/Yb3＋共掺的微晶玻璃在1.54μm处产生很强的近红外发光,其半高宽高达75 nm.另外,我们对微晶玻璃的近红外发光与Er3＋和Yb3＋浓度的关系进行了研究.由于其具有高效的近红外发光,表明Er3＋/Yb3＋共掺的氟磷酸钙纳米微晶玻璃是一种潜在的激光和光放大材料.     

Preparation and Upconversion Luminescence of Nanocrystalline Gd2O3:Er3+,Yb3+

Nanocrystalline Gd1.77 Yb0.2Er0.03O3 samples were prepared by combustion and precipitation methods.Structures and upconversion luminescence properties of samples were studied.The results of XRD show that all samples are cubic structure,the average crystallite size could be calculated as 23 nm and 39 nm.respectively.The lattice constants were obtained.The FT-IR spectra were measured to investigate the vibrational feature of the samples.Upconversion luminescence spectra of samples under 980 nm laser excitation were investigated.The strong red emission of samples were observed,and attributed to 4F9/2→4I15/2 transitions of Er3+ ions,the emission intensity for sample synthesized by precipitation method is stronger compared to that of combustion method. The possible upconversion luminescence mechanisms in nanocrystalline Gd1.77Yb0.2Er0.03O3were discussed.     

Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂纳米氟磷灰石的制备及发光性质研究

利用水热法成功制备了Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂氟磷灰石(FA:Yb~(3+)/Ho~(3+))纳米材料,通过改变稀土离子Yb~(3+)的掺杂比例有效提高了纳米材料的上转换发光强度。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、荧光光谱仪等表征手段对Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂纳米氟磷灰石的形貌、结晶程度和物相组成、发光性质进行了研究。结果表明,Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂氟磷灰石纳米材料呈棒状并具有六方相结构。通过对稀土离子Yb~(3+)的掺杂比例进行调节,使得材料的上转换发光效率有了明显的增强,Yb~(3+)的掺杂含量为60%时发光最强。因此,这类具有较好上转换发光性能的FA:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米材料可为细胞标记和成像提供良好的条件,有望促进其在生物医药领域中的广泛应用。     

Er／Yb／Al掺杂ZnO薄膜的结构与形貌研究

采用射频磁控溅射技术在室温下Si衬底上制备了ZnO薄膜和Er／Yb／Al掺杂的ZnO薄膜。通过对XRD的结构分析表明：未掺杂ZnO薄膜沿c取向性生长,掺杂ZnO薄膜偏离了正常生长,变为（102）取向性生长的纳米多晶结构;Er／Yb／Al掺杂的ZnO薄膜的晶粒尺寸随着Er元素含量的增多而减小。经AFM对其形貌分析表明：Er^3＋、Yb^3＋、Al^3＋的掺入引起了ZnO薄膜晶格场变化,使薄膜表面粗糙度变大。     

Gd2O2S:Yb3+,Ho3+上转换发光材料的制备与表征

采用高温固相法制备了Gd2O2S:Yb3+,Ho3+上转换发光材料,并研究了激活剂Ho3+和敏化剂Yb3+之间配比、烧结的温度和烧结时间对上转换发光材料发光性能的影响,得到了最佳离子配比、烧结时间与烧结温度,用XRD、SEM、荧光光谱等对样品进行了表征.采用快进快出的制备工艺,得到的上转换发光材料尺寸约为4μm,粒度均一,具有明显的六方晶形.Gd2O2S:Yb3+,Ho3+在Ho3+/Yb3+摩尔掺杂比为0.5:18,1150℃条件下烧结2h时,发光最强.该粉体在980nm红外光照射下发出耀眼的绿光,光谱峰值位于544nm和548nm两个发射峰,对应于Ho3+离子的5F4,5S2→5I8跃迁.在1064nm红外光照射下,光谱峰值位于548nm处的主峰,对应于Ho3+离子的5S2→5I8跃迁.     

Eu3+浓度对Ca3Al2O6:Eu3+晶体结构和发光性能的影响

以β-丙氨酸和尿素为燃料,采用溶液燃烧法在低温450℃下合成制备了Ca3Al2O6:Eu3+荧光粉。样品的发射光谱由位于594 nm、617 nm、653 nm及700 nm处的4组线状峰构成,分别对应Eu3+的5D0→7Fj(j=1~4)特征跃迁,其中617 nm处的峰最强,样品呈现红色发光。考察了Eu3+掺杂浓度对晶体结构和发光性能的影响。结果呈示:随着掺杂浓度的增加晶格常数逐渐减小,[O—Al—O]的对称伸缩振动Raman峰蓝移;在低掺杂浓度时荧光强度逐渐增大,掺杂6%时达到最大,之后出现浓度猝灭现象,猝灭机制为交互作用;Eu3+的5D0→7F2与5D0→7F1跃迁强度比随着掺杂浓度的增加逐渐增大,掺杂的Eu3+主要取代处于非对称中心的Ca2+。     

稀土Dy~(3+)掺杂YAG发光材料的制备及其变温发光特性研究

采用溶胶-凝胶法与燃烧法相结合制备了YAG:Dy~(3+)粉体,研究了不同Dy~(3+)掺杂浓度对YAG:Dy~(3+)晶体结构和发光特性的影响。XRD结果表明,YAG:3%Dy~(3+)和YAG:4%Dy~(3+)样品均保持了基质YAG的晶相结构。在365nm光激发下,常温下两种掺杂浓度样品的光致发光峰主要集中在可见光区范围,其中掺杂浓度为4%的样品的发光强度要高于浓度为3%的样品。YAG:4%Dy~(3+)样品变温光致发光特性结果表明,在373K~773K温度范围内,发射峰的峰位没发生变化,由于热淬灭效应,573nm和478nm的发光峰的发光强度随温度升高而整体降低,而455nm处的发光峰强度随温度升高而整体升高。计算了455nm和478nm两个发光峰的荧光强度比,并将其与温度关系进行了拟合,得到了Dy~(3+)离子的热耦合能级~4I_(15/2)→~6H_(15/2)和~4F_(9/2)→~6H_(15/2)的有效能级差ΔE为670cm~(-1)。YAG:4%Dy~(3+)的测温绝对灵敏度在373K达到最大值0.00694K~(-1)。     

稀土掺杂农用光转换玻璃的光谱性质研究

稀土掺杂的农用光转换玻璃具备良好的发光特性以及稳定的化学性质,可以使农作物大幅度增产。在硅酸盐玻璃中分别单掺Eu2O3、Sm2O3、Pr2O3,通过对激发光谱和发射光谱的测量,研究其下转换光谱特性,并分析了能量传递情况;在硅酸盐玻璃中双掺Yb2O3/Pr2O3、Yb2O3/Er2O3,以980nm半导体激光器激发并测量其发射光谱,研究了其上转换发光特性以及相互之间的能量传递。发现这几种稀土都是良好的农用光转换玻璃的激活剂。