Yb3+/Er3+/Tm3+掺杂Y6O5F8纳米晶的制备及其上转换荧光特性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qishikdjj
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近年来,国内外对稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究工作取得显著的成果,而稀土掺杂的氟氧化合物由于其化学稳定性高、光稳定性好、寿命长、毒性小、声子能量低、发光效率高等优点,使其在环境化学、生命科学、非接触测温、白光显示照明等领域都有着十分广阔的应用价值。本文将对稀土离子掺杂的Y6O5F8纳米晶样品的上转换荧光特性进行研究,主要研究内容如下:采用水热法合成稀土离子掺杂的Y6O5F8纳米晶样品,并通过XRD、TEM等测试方法对样品的晶相结构及形貌进行表征。探究不同反应温度与反应时间对纳米晶的晶相结构的影响,发现在600℃下烧结6 h时,可以得到纯相的Y6O5F8正交相晶体粉末。分析反应物中F-/Ln3+比对晶粒尺寸的影响。制备不同Er3+离子掺杂浓度的Y6O5F8纳米晶样品,在980 nm激光激发下,测量其上转换荧光谱,得到Er3+的最优掺杂浓度为1%。通过对样品的荧光强度与泵浦光功率的双对数曲线关系的分析,探究Y6O5F8:Yb3+/Er3+纳米晶的上转换发光机理。制备不同Yb3+离子掺杂浓度Y6O5F8:Er3+/Yb3+纳米晶样品,结合Yb3+、Er3+能级稳态速率方程,分析Yb3+离子浓度对上转换红绿光强比的影响。通过Er3+的两个热耦合能级(2H11/2和4S3/2),对Y6O5F8:Yb3+/Er3+纳米晶在300-500 K的温度范围内进行上转换荧光测量,得到其测温灵敏度最高可达0.012 K-1。在不同温度下对纳米晶样品进行了荧光寿命测量,结果表明该方法在300-350 K左右的较低温度范围内有较高的测温灵敏度。通过对不同Tm3+离子掺杂浓度的Y6O5F8:Yb3+/Tm3+纳米晶样品的上转换荧光谱测量,得到Tm3+的最优掺杂浓度为0.2%。探究Er3+的掺杂浓度对Y6O5F8:Yb3+/Tm3+/Er3+纳米晶上转换荧光色度的影响,分析红绿蓝三种颜色荧光的强度分布,得到Y6O5F8:10%Yb3+/0.2%Tm3+/1.0%Er3+纳米晶样品的色坐标(0.3299,0.3297)非常接近于标准白光。分析样品的温度及激发光功率对白光色度的影响,并结合样品的荧光强度与泵浦光功率的双对数曲线,分析Y6O5F8:Yb3+/Tm3+/Er3+纳米晶样品中的能量传递过程。
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