稀土离子掺杂氟化物上转换发光材料制备及其性能的研究

摘要

上转换发光材料是一种重要的稀土发光材料，因其独特的发光性能在医疗检查、防伪技术、三维立体显示、通讯、探测等领域具有巨大应用潜力，近年来受到广泛关注。Yb3+和Er3+离子共掺杂的六方相的NaYF4被报道是红外到可见光转化中最有效的基质之一。由于NaYF4∶Yb3+，Er3+有作为灵敏生物荧光探针的潜在应用价值，NaYF4∶Yb3+，Er3+的纳米晶体的制备及其上转换发光特性成为新的研究热点。虽然相关研究取得了一定的进展，但上转换稀土发光材料的理论体系还不够完善，还需更深入的研究。
　　 本课题采用EDTA作为螯合剂结合水热过程，制备了Yb3+/Er3+共掺杂的MYF4∶Yb3+，Er3+(M=Na，Li, K)氟化物上转换荧光材料。通过研究不同掺杂浓度,不同水热反应条件，不同形貌和结构，不同基质对材料上转换发光性能的影响，探索制备性能优异的上转换发光材料最优条件。进一步深入的探讨上转换发光材料的发光机制。
　　 通过研究不同敏化剂Yb3+浓度对MYF4∶Yb3+，Er3+上转换发光材料发光性能的影响发现，材料的发光强度随着Yb3+离子含量提高呈现先增大后减少，因为Yb3+离子浓度低时是激发态吸收过程，Yb3+离子所起作用很小，能量转移过程弱，因而即使Yb3+吸收了980nm的光子，也不能把能量传递给Er3+，所以只有在Yb3+的浓度达到一定程度的时候，它才起作用。通过研究不同激活剂Er3+浓度对上转换发光材料发光性能的影响发现，随着Er3+离子浓度的增大，发光强度先增大后减少，Er3+离子浓度在2mol％时，发光强度最强。浓度过高时会发生淬灭现象。通过研究不同晶相对NaYF4∶Yb3+，Er3+上转换发光材料发光性能的影响发现，六方相发射较强较纯的绿光，而杂相的存在都使绿光强度下降，立方相发射较强的红光。晶相结构的不同造成晶体场分裂不同，影响了Yb3+离子和Er3+离子之间的能量传递，即不同的晶相会影响上转换发光效率。

目录

摘要

第一章 前言

1．1 引言

1．2 稀土发光材料概述

1．3 上转换发光材料的介绍

1．4 课题的研究意义和内容

第二章 实验部分

2．1 引言

2．2 样品的制备

2．3 发光材料常用的表征方法

第三章 Yb3+／Er3+共掺杂氟化物上转换发光材料MYF4：Yb，Er(M=Na，Li，K)的制备及其上转换发光特性的研究

3．1 引言

3．2 Yb3+／Er3+共掺杂NaYF4：Yb3+，Er3+荧光粉的制备及其上转换发光特性的研究

3．2．1 不同Yb掺杂浓度对NaYF4：Yb3+，Er3+上转换材料的发光性能的影响

3．2．2 不同Er掺杂浓度对NaYF4：Yb3+，Er3+上转换材料的发光性能的影响

3．2．3 不同基体晶相对发光性能的影响

3．2．4 不同反应条件对发光性能的影响

3．3 Yb3+／Er3+共掺杂LiYF4：Yb3+，Er3+荧光粉的制备及其上转换发光特性的研究

3．4 Yb3+／Er3+共掺杂KYF4：Yb3+，Er3+荧光粉的制备及其上转换发光特性的研究

3．5 小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 对今后工作的展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间发表的论文

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