稀土离子掺杂的钨酸镉发光材料的制备及表征

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钨酸盐作为无机化合物中的“宠儿”,近年来被广泛研究,它的应用领域非常广泛。本文选用钨酸镉(CWO)作为基质材料,以yb3+离子作为敏化剂,Er3+/Tm3+离子作为激活剂,采用水热法的恒温恒压条件制备了不同稀土离子掺杂的CWO发光材料:CWO:Yb3+-Tm3+, CWO:Yb3+-Er3+和CWO:Yb3+-Tm3+-Er3+。对制备得到的样品进行了X射线衍射分析,获得了样品的XRD图谱,利用场发射扫描电子显微镜对其进行物相进行分析,结果表明:掺杂离子后的CWO为单斜晶系,其颗粒尺寸在30-90nm。在980nm的半导体激光器的激发下,利用荧光分光光度计可测得稀土离子掺杂的钨酸镉的上转换发射光谱,结果表明:1. CWO:Yb3+/Tm3+纳米晶的蓝光发射较强,发光中心位于481nm,481nm的光对应于Tm3+离子1G4→3H6能级的跃迁。当Yb3+(mol%):Tm3+(mol%)=10:1, Tm3+离子浓为2.0mol%时,CWO:Yb3+/Tm3+纳米晶具有最强的上转换发射强度。2. CWO:Yb3+/Er3+纳米晶的发射光谱的发光中心分别为528nm、552nm和660nnm,分别对应于Er3+离子的2H11/2→>4I15/2,4S(3/2)→4I(15/2),4F(9/2)→4I(15/2)能级的跃迁,Yb3+/Er3+的摩尔浓度比为5:1、Er3+离子浓度为0.5mol%时CWO:Yb3+/Er3+纳米晶上转换发光强度最高。3. CWO:Yb3+/Er3+/Tm3+纳米晶的发光中心分别为482nm、530nm、547nm和662nm。其中,482nm的光是由Er3+离子的4F7/2→4I15/2和Tm3+离子的1G4→3H6跃迁产生。Er3+离子4S(3/2)→4I(15/2)跃迁产生产生525nm绿光的发射。547nm的绿光是由Er3+离子的4S(3/2)→4I(15/2)跃迁产生。662nm的红光是由Er3+离子的4F9/2→4I15/2跃迁产生的。当Yb3+/Er3+/Tm3+的摩尔浓度比为7:1:1、Er3+离子浓度达到0.6mol%时,掺杂Yb3+/Er3+/Tm3+的钨酸镉纳米晶具有最强的上转换发光强度。
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