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上转换发光(UCL)材料由于其独特的发光特性,使其在生物医学应用、光学器件、太阳能激光器、太阳能电池的IR捕获等等方面引起了研究人员的广泛关注。选择合适的基质和激活剂是提高UCL性能最有效的手段。钛酸盐复合氧化物ALnTiO4(A = Li,Na,K;Ln = rare earth)因为其典型的层状结构和良好的化学和物理稳定性而受到关注。本文通过高温固相法合成了掺杂不同Er3+,Yb3+,Ho3+浓度的NaYTi04上转换发光材料。在1550 nm和980 nm泵浦激发下讨论样品的UCL特性与发光机理,主要结论包括:1.采用固相法在1100℃下成功制备了 Er3+单掺的NaYTi04发光粉,系统研究了发光粉在1550 nm红外激发下的UCL性能。样品呈现明亮UCL。光谱测试结果表明,发射光峰位位于530,550 nm和670 nm,分别对应于Er3+的2H11/2,4S3/2 →4I15/2和4F9/2 →4115/2的辐射跃迁。发光强度与激发功率依赖性研究证实,这些发光均属于三光子吸收过程。Er3+浓度对发光粉发光性能影响显著,在低掺杂条件下,发光粉红光发射强于绿光发射,这与高效的4I9/→ 4I11/2无辐射驰豫过程和随后发生的4I11/2 →4F9/2跃迁过程有关。随着Er3+浓度的进一步增大,绿光发射逐渐占据主导地位。这与Er离子对能量传递过程有关,该过程可描述为4113/2(Er3+)+ 4I9/2(Er3+)→4I15/2(Er3+)2H11/2(Er3+)。这表明Er3+可作为1550 nm激发下UCL材料的优秀敏化剂。2.采用固相法制备了共掺Yb3+,Er3+的NaYTiO4发光粉,研究了发光粉在1550和980 nm激发下的UCL性质。其特征发射峰是相似的,均位于635-698 nm(红色),510-580nm(绿色),分别归因于Er3+离子4F9/2 →41 15/2和 2H11/2,4S3/2→4115/2能级间的辐射跃迁。UCL强度与激发功率依赖性研究表明,在980和1550 nm激发下,样品发光分别通过双光子和三光子吸收实现的。在1550nm激发下,Yb3+浓度在12mol%时达到最强。与980nm激发时发光粉的发光特征相比,样品的发光随Yb3+浓度的增加呈现由绿变红的UCL特征。这种结果可归因于高效的4I9/2 →4111/2无辐射驰豫过程和Er3+ →Yb3+ →Er3+能量传递过程。同时详细讨论了 UCL的跃迁和变化机制。3.采用固相法制备了共掺Ho3+,Er3+的NaYTiO4发光粉,对其在1550nm和980 nm激发的上转换性质进行了研究。样品均呈现明亮且高纯度的红色UCL。适当的增加Er3+的含量可以有效提高发光粉的发光效率。少量Ho3+的共掺杂可以显著减弱绿光发射并增强红光发射,但过量的Ho3+掺杂(>0.8 mol%)则会引起明显的浓度猝灭。借助发射光谱,确定了荧光粉的最佳组分。并系统分析了 Er3+-Ho3+体系在NaYTiO4中的跃迁机制。