Er3+/Yb3+/Zn2+掺杂C12A7多晶发光性能的研究

摘要

材料是一个国家乃至全球经济、技术发展的基础。随着世界工业和经济建设的快速发展，传统材料的研究和应用已取得了很大成就。但是，传统材料在自然界的蕴藏量有限，加之现代高科技技术对材料的性能要求越来越高、越来越苛刻，使得传统材料的应用受到限制，必须寻找具有特殊性能和特殊用途的新材料。很多新功能型材料和高尖端科技技术的问世，得益于科学技术的日新月异、不断进步。上转换发光技术为材料的研究、开发和应用打开了新的大门。本文选择12CaO·7Al2O3(C12A7)作为基质材料是基于它各方面的优点，最主要的是该材料不但发光效率高而且兼具光透过性和导电性的综合性能。
　　不同的合成工艺制备的材料可能具有大小各异的性质，也可能具有相同的特性。用分别固定烧结时间改变烧结温度和固定烧结温度改变烧结时间的方法确定了高温固相法制备稀土离子掺杂 C12A7的烧结温度和时间，并用该工艺在高温电阻炉中制备了三组掺杂Er3+离子、Yb3+离子和Zn2+离子浓度不同的C12A7样品，以探究C12A7多晶材料掺杂稀土离子和 Zn2+离子时的上转换发光特性。
　　通过对样品进行 XRD测试、荧光光谱测试、功率曲线测试、紫外可见光吸收边测试和时间分辨光谱测试，可以确定样品的合成情况、上转换发光特性、上转换发光机理、晶体内部离子的占位情况。在980 nm二极管激光照射下，三组样品均发出530 nm、549 nm的上转换绿光和664 nm上转换红光，其上转换过程均以两光子或者三光子过程为主，分别对应着 Er3+离子的三个能级跃迁，它们是2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2。测试还发现样品的紫外可见吸收边出现微小的偏移，文章对发光机理做了详细分析。

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第1章 绪论

1.1上转换发光技术

1.2稀土离子和抗光损伤离子

1.3基质材料简介

1.4本课题的意义和研究内容

第2章 材料制备和测试方法

2.1基质材料的制备方法

2.2试验仪器和药品

2.3样品制备流程图和烧结程序设定

2.4样品测试方法

2.5本章小结

第3章 C12A7:Er3+,Zn2+的制备和发光性能研究

3.1 C12A7:Er3+,Zn2+样品制备工艺

3.2 C12A7:Er3+发光性能简介

3.3 C12A7:Er3+,Zn2+样品上转换发光性能研究

3.4本章小结

第4章 C12A7:Er3+,Yb3+,Zn2+样品的制备及发光性能研究

4.1 C12A7:Er3+,Yb3+,Zn2+样品制备和XRD测试

4.2 C12A7:Er3+,Yb3+,Zn2+样品上转换发光测试

4.3 C12A7:Er3+,Yb3+,Zn2+样品上转换发光研究

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢