Mn4+/Cr4+、Ho3+/Yb3+掺杂氧化物的深红发光与近红外发光研究

摘要

近红外与深红光在加热、理疗、夜视、通讯、导航、植物栽培以及禽畜饲养等领域都有着广泛的应用。光致发光是获得近红外光的主要方式之一。本论文采用高温固相法制备了(Li1-xAx)2MgTiO4:Mn4+/Cr3+(A= Na和K)荧光粉，采用共沉淀法合成了BaZr0.8Y0.2O3-δ:Yb3+/Ho3+发射材料。并测试了它们的发光性能，讨论了它们的发光机理。
　　采用高温固相法合成了(Li1-xAx)2MgTiO4: Mn4+/Cr3+(A= Na和K)深红色荧光粉。在Li2MgTiO4: Mn4+荧光粉中，当一部分Li+离子的格位被Na+离子和K+离子代替时，其Mn4+离子在678 nm的发光强度分别提高了1.7倍和2.5倍。Mn4+/Cr3+共掺(Li0.95K0.05)2MgTi0.999O4荧光粉中，能够观察到两个发射峰值，分别来自于Mn4+离子在678 nm的发射和Cr3+离子在726 nm的发射。当激发波长从290 nm增加到455 nm时，其Cr3+离子和Mn4+离子的发光强度比值单调地增加。这一特性给我们提供了一种基于荧光光谱探测光波长的方法，为发展新型紧凑型光谱仪提供了思路。
　　采用共沉淀法合成了 BaZr0.8Y0.2O3-δ: Yb3+/Ho3+近红外发射荧光粉。在BaZr0.8Y0.2O3-δ基质中，观察到了Yb3+/Ho3+离子对之间的量子剪裁近红外发光，同时发现，Yb3+离子向 Ho3+离子具有高效的反向能量传递，使得 Yb3+离子的发光强度很弱，反而可以得到纯 Ho3+离子的近红外光发射，而且提高了 Ho3+离子的近红外发光效率。并发展了基于发光强度比估算能量传递效率的方法。在Yb3+/Ho3+最佳掺杂的样品中，Ho3+离子向 Yb3+离子的能量传递效率为52.8％， Ho3+离子近红外发射的90%的能量都是通过能量传递产生的。该研究结果为设计高效光电子器件提供了有意义的参考。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 深红光发射材料的研究现状

1.3 近红外光发射材料的研究现状

1.4 本论文研究的主要内容

第2章 发光的相关理论基础

2.1 发光的位形坐标模型

2.2 能量传递

2.3 相关离子的能级结构

第3章(Li1-xAx)2MgTiO4:Mn4+/Cr3+(A = Na和K)深红色荧光材料的制备及发光性能研究

3.1 引言

3.2 样品的制备

3.3 结果讨论与分析

3.4 本章小结

第4章 BaZr0.8Y0.2O3-δ：Ho3+/Yb3+近红外荧光材料的制备及发光性能研究

4.1 引言

4.2 样品的制备

4.3 结果讨论与分析

4.4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

个人简历、在学习期间发表的学术论文及科研成果