【摘 要】
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21世纪以来,上转换发光材料由于它独特的光学性质和稳定的化学性质广泛应用于社会生产实践中,例如温度传感器、光动力治疗、生物细胞成像、光信息存储。上转换发光是指连续吸收两个或两个以上较低能量的光子从而辐射出较高能量光子的过程,通常可以理解为吸收近红外光转换成肉眼可见的可见光或紫外光。在科研生活中为了提高上转换发光材料的发光效率,可以采取合适的合成方法,选择合适的基质材料,加入合适的掺杂离子,掺杂离子
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21世纪以来,上转换发光材料由于它独特的光学性质和稳定的化学性质广泛应用于社会生产实践中,例如温度传感器、光动力治疗、生物细胞成像、光信息存储。上转换发光是指连续吸收两个或两个以上较低能量的光子从而辐射出较高能量光子的过程,通常可以理解为吸收近红外光转换成肉眼可见的可见光或紫外光。在科研生活中为了提高上转换发光材料的发光效率,可以采取合适的合成方法,选择合适的基质材料,加入合适的掺杂离子,掺杂离子可以是碱金属离子或者其他镧系离子,改变传统的单一激发模式,加入表面活性剂等。因此,本文分别选择了溶胶-凝胶法和水热法合成方法制备一系列镧系离子掺杂Na3Gd（VO4）2和Ba4Bi3F17的上转换荧光材料,并探究其上转换发光性质和机理。1.本文通过溶胶-凝胶法制备了新型Na3Gd（VO4）2:Ln3+上转换发光荧光粉。在 980 nm 激 发 下,Na3Gd（VO4）2:15%Yb3+/2%Er3+、Na3Gd（V04）2:15%Yb3+/2%Ho3+和 Na3Gd（VO4）2:1 5%Yb3+/2%Tm3+分别呈绿色、红色和蓝色荧光。这一现象归因于不同的活化剂导致不同的发射带特性。另一方面,Na3Gd（VO4）2:15%Yb3+/2%Er3+、Na3Gd（VO4）2:15%Er3+/2%Ho3+和Na3Gd（VO4）2:15%Er3+/2%Tm3+在1550 nm激发下有相似的绿色荧光产生,这可能与Er3+离子发射有关。有趣的是,Na3Gd（VO4）2:15%Yb3+/2%Er3+在298-463 K温度范围时,在1550 nm激发下可获得较高的Sa（5.54×10-3 K-1）,这优于Na3Gd（VO4）2:1 5%Yb3+/2%Er3+在980 nm 激发下的 Sa（5.46×10-3 K-1）。Na3Gd（VO4）2:1 5%Yb3+/2%Er3+在双波长（980 nm和1550 nm）激发下的上转换发光强度是980 nm和1550 nm激发下上转换发光强度之和的1.74倍,表明该体系存在双波长协同效应。利用能级图详细讨论了 Na3Gd（VO4）2:1 5%Yb3+/2%Er3+在单波长和多波长激发下可能的能量传递机理。为了进一步提高上转换发光强度,合成了其他稀土离子（La3+/Lu3+/Y3+）掺杂 Na3Gd（VO4）2:1 5%Yb3+/2%Er3+荧光粉,分别在单波长和多波长激发下研究了它们的上转换发光特性。结果表明,在单波长下,由于晶格对称性的改变,上转换发光强度得到提升;在多波长激发下,由于晶格变化,多光子弛豫造成的能量损失减小。2.Ba4Bi3F17是高效上转换发光的优良基质材料之一,但通过镧系掺杂获得高纯度的红色发光仍是一个挑战。本文使用1550 nm激光二极管,在Er3+/Tm3+和Er3+/Ho3+掺杂的Ba4Bi3F17基质中实现了近乎纯红色的发射。为了提高UCL的强度,在体系中掺杂了光惰性离子Li+或Na+。同时,红绿发光强度比也增强了。在分析上转换发光强度与Ln3+激发功率和能级的关系的基础上,讨论了所有可能的红光发射机制。
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