纳米核壳结构的控制合成及其光电和光学性质研究

摘要

近年来，稀土离子掺杂的纳米发光材料因其吸收能力强、物理化学性质稳定、发光性质好等优点在各个领域有着广泛的应用前景。但是稀土离子掺杂的纳米发光材料的发光效率还有待提高，而且还很容易被氧化，这也使其在某些方面的应用受到限制。本文以稀土离子掺杂的氟化物为研究对象，通过在氟化物表面包覆氧化物来防止其被氧化，包覆氟化物来提高其上转换发光效率。
　　我们通过水热法合成了NaYbF4:Tm3+纳米颗粒，并采用钛酸四丁酯的水解制备了NaYbF4:Tm3+@TiO2核壳结构，通过XRD、TEM等测试手段对其结构和形貌进行了表征。测试了NaYbF4:Tm3+纳米颗粒随着 Tm3+离子浓度不同的上转换发光光谱和 NaYbF4:Tm3+@TiO2核壳结构的荧光光谱，结合稀土离能级图分析了Tm3+离子浓度和TiO2壳层对NaYbF4:Tm3+纳米颗粒发光性质的影响。
　　在高沸点溶剂中采用高温裂解法裂解三氟乙酸稀土盐得到单分散的小尺寸的NaGdF4:20％Yb3+,2%Tm3+纳米颗粒和NaGdF4:20%Yb3+,2%Tm3+@NaYF4纳米核壳结构，通过XRD、TEM等测试手段对其结构和形貌进行了表征。研究了 Yb3+离子浓度和 NaYF4壳层对NaGdF4:20%Yb3+,2%Tm3+上转换发光的影响，结合稀土离子能级图分析了上转换发光机制。研究发现，NaYF4壳层可以很好的提高其上转化发光效率。
　　通过采用高温裂解法裂解三氟乙酸稀土盐得到单分散的小尺寸的NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+纳米颗粒和 NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+@NaYF4核壳结构，再通过正硅酸乙酯(TEOS)水解合成了NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+@NaYF4@SiO2纳米核壳结构。通过XRD、TEM等测试手段对其结构和形貌进行了表征。研究了Yb3+离子浓度和NaYF4壳层对NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+上转换发光的影响，结合稀土离子能级图分析了上转换发光机制。研究发现NaYF4壳层可以提高其上转换发光效率，SiO2壳层可以很好的保护其不被氧化。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

专业术语注释表

第一章 绪论

1.1 纳米发光材料及其运用

1.2 稀土离子掺杂的纳米发光材料及其制备方法

1.3 稀土离子掺杂的纳米发光材料的发光机理

1.4 本论文的主要研究内容

第二章 红外光激发下NaYbF4:Tm3+@TiO2核壳结构的光学和光电性质研究

2.1 纳米核壳结构的制备

2.2 样品的结构表征与分析

2.3 NaYbF4:Tm3+@TiO2纳米核壳结构的光学性质和光电效应

2.4本章小结

第三章 氟化物纳米核壳结构的控制合成及其光学性质研究

3.1 纳米核壳结构的制备

3.2 样品的结构表征

3.3 纳米核壳结构的光学性质分析

3.4 本章小结

第四章 稀土离子掺杂NaYF4@NaYF4@SiO2纳米核壳结构的控制合成及其光学性质研究

4.1 纳米核壳材料的制备

4.2 样品的结构表征

4.3 纳米核壳结构的光学性质

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究工作总结

5.2 研究工作展望

参考文献

附录一 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录二 攻读硕士学位期间申请的专利

附录三 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢