Yb3+、Ho3+共掺杂NaYF4上转换发光材料制备及其发光性能

为了提高单结非晶硅太阳能电池的光电转换效率,缓解日益严重的能源和环境问题,采用高温固相法制备了稀土离子Yb3+和Ho3+共掺的NaYF4上转换粉体,并对其进行了X射线衍射测试、扫描电镜以及光致发光测试。对Yb3+和Ho3+共掺的NaYF4上转换发光材料在热处理工艺下的变化进行了研究,分析了表面形貌和相结构对上转换发光性能的影响。发现在980 nm近红外光的激发下,共产生3个发射峰,中心波长分别位于541、649、750 nm,为非晶硅太阳能电池的最佳响应波段,表明该材料可应用于非晶硅太阳能电池提升其电池效率。进一步研究表明：可通过改变退火温度来改变样品的表面形貌和相结构,进而大幅度提高样品的上转换发光性能。在退火温度为700益时,样品呈标准六方相结构、表面致密、粒径均匀、上转换性能提高近40倍。     

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。     

1.5μm上转换发光材料工艺参数的正交优化实验

用高温固相法,以正交表设计的实验条件,制备出添加助熔剂的掺饵氟化钇钠钡样品。利用正交设计助手,以样品的红、绿发光总强度为分析指标,分析得到制备样品所需要的最佳实验参数为：灼烧时间1.5h、灼烧温度750℃、各组分配比为Er：Y：Ba：Na=10：5：15：70,助熔剂的质量百分比是15%,最后对得到的最佳样品作物相分析和形貌分析。     

Yb3+/Pr3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃的能量传递和上转换发光

制备了Yb3+/Pr3+共掺TeO2-ZnO-Na2O玻璃.研究了980 nm泵浦下上转换发光光谱,分析了上转换发光机制.基于吸收光谱对Pr3+在TZN玻璃进行了Judd-Ofelt分析,计算了荧光跃迁几率,激发态辐射寿命,和荧光分之比.在450-750 nm范围内有多处上转换荧光,依次为479 nm(3P0→3H4),542 nm(3P0→3H5),589 nm(1D2→3H4),621 nm(3P0→3H6),651 nm(3P0→3F2)和687 nm(1D2→3H5).其中651 nm(3P0→3F2)红光明显强于其它以Pr3+ 3P0为初始能级的上转换光(479 nm,542 nm,621 nm).通过Dexter理论,计算得到了碲酸盐玻璃中Yb3+→Pr3+共振能量转移参数为CD-A=2.67×10-40 cm6/s, 转移效率为16.5%.     

NaYF4:Er3+,Yb3+红外激光探测卡的制备与性能研究

以固相法制备的单一晶相、粒径细小且发光性能优越的NaYF4:Er3+,Yb3+上转换发光材料为原料,制备出了红外激光探测卡.并对粘结剂、稀释剂加入量对探测卡性能的影响进行了研究.当粘结剂、粉体和稀释剂质量比为2:8:1时,得到的红外激光探测卡的性能最佳.     

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.     

SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料发光性能的研究

采用微乳液法合成黄绿色SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋长余辉发光粉体,并且表征其晶体结构、激发光谱、发射光谱和余辉衰减特性.XRD分析表明：所合成的样品为SrAl2O4单斜晶系的晶体结构.激发波长的范围较宽,表明从紫外至可见光均可激发该发光材料.发射光谱主峰位于525 nm.样品在自然光照射后持续发出明亮的黄绿光.最后讨论微乳液体系中表面活性剂用量、激活剂和共激活剂浓度以及灼烧温度对产品发光性能的影响.     

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。     

燃烧法制备SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料

以硝酸盐和尿素为基质,采用一次燃烧法在较低炉温(600～620℃)下合成了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料.通过对比实验,研究了原料的用量对产物合成及性能的影响.实验结果表明,在n(尿素):n(硝酸盐)=12∶1,硼酸摩尔分数为0.10%～0.12%,Eu2O3为0.2%,Dy2O3为0.4%时,制备的SrAl2O4: Eu2+,Dy3+具有好的余辉性能.     

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。     

Upeonversion Luminescence of Er3＋, Tin3＋ and Yb3＋ Co-doped Gd3Ga5O12 Nanocrystals

A series of Er3+,Tm3+ and Yb3+ doped Gd3Ga5O12 nanocrystals were prepared by a combustion method.The X-ray diffraction(XRD),field emission scanning electron microscope(FESEM)and upconversion(UC)emission spectra were used to characterize the samples.The results of XRD indicate that Gd3Ga5O12:Er3+,Tm3+,Yb3+ nanocrystals with cubic phase can be obtained.Under the excitation of a 980 nm laser,the different rare earth ions doped Gd3Ga5O12 nanocrystals show upconversion luminescence involving the green emission attributed to the 2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2 transitions of Er3+ ions,respectively,the red emissions assigned to the 4F9/2→4I15/2 transitions of Er3+ ions and the 1G4→3F4 as well as 3F2,3→3H6 transitions of Tm3+ ions,respectively,the blue emission attributed to 1G4→3H6 transitions of Tm3+ions,and the near-infrared assigned to the 3H4→3H6 transitions of Tm3+ ions.The CIE coordinates for the samples are calculated.The dependence of their upconversion luminescence properties on Yb3+ ion concentration is investigated.     

溶胶-凝胶法合成Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料

以Si(OC2H5)4、MgO、Sr(NO3)2、H3BO3、Eu2O3、Dy2O3等为原料，采用溶胶-凝胶法，在低于传统高温固相法近200℃的温度下，合成了长余辉发光材料Sr2MgSi2O7：Eu^2 ，Dy^3 ，研究了由溶胶向凝胶转变和凝胶向发光晶体转变的过程。测试结果表明，用溶胶一凝胶法制备的样品较高温固相法余辉性能有较大提高，余辉时间达到12h以上。     

Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+蓝色长余辉发光材料的制备与发光性能研究

采用高温固相法合成蓝色Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Dy3 长余辉发光材料,并且表征其晶体结构、激发光谱、发射光谱和余辉衰减特性.确定高温固相法合成该材料的最佳温度在1200℃.XRD分析表明,所合成的样品为Sr2MgSi2O7晶体结构.发光粉体的激发光谱为一宽带连续谱,表明从紫外光至可见光均可激发该发光材料.发射光谱主峰位于470nm附近.当Eu2 /Dy3 掺杂摩尔比是1/2时,发光材料的余辉效果最好,产品经自然光激发一段时间后,移至黑暗处,可持续8h以上发出人眼可辨的蓝光.     

Sm掺杂La2Mo2O9的合成及其导电性

用固相反应法合成了La2-xSmxMo2O9(x=0~2)。室温XRD测试结果表明,在掺Sm计量x≥0.9时,出现杂质相的衍射峰;x≤0.85时,晶胞参数随Sm掺杂计量增加而线性降低。用直流四电极法和离子阻塞法在723~1 173 K温度范围测定了合成试样的电导率,结果表明电子电导率和电导率均随Sm掺杂量增大而降低,掺Sm增大了电导活化能和电子电导活化能。     

溶胶-凝胶-燃烧法制备MgO-Al2O3:Ce3+、Tb3+及其光谱行为的研究

采用溶胶-凝胶-燃烧法在800℃合成了掺杂Ce3＋和Tb3＋的MgO-Al2O3体系发光材料,比传统高温固相扩散法的合成温度降低了700～800℃.研究了MgO-Al2O3基质当中单掺杂Tb^3＋及共掺杂Ce^3＋、Tb^3＋的发光材料荧光光谱行为,以及恒定温度下时间与浓度对发光材料荧光光谱行为的影响,并对其红外光谱和反应原理进行了探讨.