提高稀土掺杂上转换纳米材料荧光效率的实验研究

摘要

稀土离子掺杂的化合物凭借其独特的光、电、磁特性，能够应用在三维立体显示、生物荧光成像、DNA检测以及疾病诊断等方面。上转换荧光的各种应用都需要较高的发光效率作为保障，因此，当前稀土离子掺杂上转换发光材料的一个主要研究方向是提高发光效率。影响上转换荧光效率的关键因素之一是消耗能量的无辐射弛豫过程，为此，我们基于常用的稀土掺杂氧化物和氟化物材料，利用提高煅烧温度和表面修饰的方法来分别提高两类材料的上转换荧光效率，并对其发光机理进行研究。
　　首先，本文通过增大煅烧温度来减少氧化物基质的晶体缺陷，提高样品的结晶度，故可以通过降低消耗能量的无辐射弛豫过程来实现发光强度的显著提高。通过二次烧结前后上转换荧光特性的对比，发现二次烧结后样品产生的红绿光强度比增大明显，这种即便在光强饱和时颜色纯度依旧较高的纳米晶，能够满足在不同条件下应用高效红色荧光的各种需要。其次，本文还利用核壳外包结构来增大氟化物基质中稀土发光中心到表面缺陷的距离，从而抑制荧光猝灭现象以增大荧光强度。对外包不同厚度壳层的纳米晶上转换荧光的研究为实际应用中增大发光强度提供了参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1稀土元素

1.2上转换发光材料

1.3稀土离子的上转换机制

1.4稀土荧光材料的应用

1.5本文的研究内容

第2章 上转换荧光的基本机理

2.1无辐射弛豫过程

2.2能量传递

2.3发光过程

2.4本章小结

第3章 二次烧结对稀土掺杂氧化物纳米晶上转换荧光的影响

3.1样品制备流程

3.2光谱测试装置

3.3二次烧结的影响

3.4本章小结

第4章 浓度及核壳结构对稀土掺杂氟化物纳米棒上转换荧光的影响

4.1样品制备流程

4.2样品结构表征及上转换荧光特性

4.3浓度及外包壳层厚度对上转换荧光的影响

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢