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稀土掺杂上转换发光材料已经得到了广泛研究。近年来,由于其在三维固体显示、光存储、光电子、医疗诊断、传感器、海底光通讯及短波全固体激光器等方面有潜在的应用价值而再次掀起研究高潮。本研究组在稀土白光/蓝光、紫外上转换等方面取得了突破性的进展:
(1)用水热法合成了Tm3+/Er3+/Yb3+三掺YF3及CaF2上转换发光材料,并研究了室温上转换发光性质。实验表明,在980 nm激光二极管激发下,Tm3+/Er3+/Yb3+三掺YF3中有红、绿及蓝光发射,但是红光发射相对较弱,只能得到近白色发光。Tm3+/Er3+/Yb3+三掺CaF2系列材料得到了白色上转换发光。在激发功率密度20-260 W/cm2范围内激发下,样品Ca0.885Tm0.005Er0.01Yb0.1F2上转换发射谱的色坐标落在1931色度图白色区域范围内。
(2)通过水热法合成了Tm3+/Yb3+共掺棒状YF3纳米晶。氩气保护退火后,纳米晶在980 nm照射下,从红外到紫外波段都有上转换发射,主要集中在蓝光特别是紫外波段。主要研究了紫外上转换发射增强现象,在一些近似下,建立了一个速率方程模型。借助于这个速率方程模型,提出了紫外上转换发射增强的能量传递-交叉弛豫-能量传递的发光过程。
(3)用水热法合成Tm3+/Yb3+共掺系列YF3及GdF3样品。在980 nm激发下,研究了Gd3+的上转换发射性质。据我们文献调研所知,这是首次报道Gd3+的红外激发下的紫外上转换发射,同时也获得了目前最短波长的上转换发射(273nm),这为上转换的研究、开发及应用开拓了更为广阔的空间。同时,还研究了样品的发光动力学过程。
(4)用沉淀法合成Gd(OH)3:0.5%Tm3+,10%Yb3+。不同温度下煅烧后,样品转变成不同相的Gd2O3:0.5%Tm3+,10%Yb3+。在980 nm照射下,材料发出蓝色上转换光。不同相的Gd2O3:0.5%Tm3+,10%Yb3+发光粉呈现出不同的上转换发射谱型,并且表现出不同的激发功率依赖关系。