Cr3+掺杂的镓(锗)酸盐宽带发射近红外荧光材料发光性能及应用研究

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dddddddddddddzzzz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,近红外(NIR)光谱技术因其快速、无创、可靠等优点被广泛应用于新兴领域,如食品无损检测、医学诊断、生物医学成像、硅太阳能电池和夜视技术等。这些应用依赖于电磁波谱近红外区域对化学成分的特征吸收。近红外光谱技术的实际应用要求光源必须具有谱带宽,并且发光强度足够高,以允许检测器收集更多的信号。此外,发射波长必须足够长,有利于更深地穿透食品。与传统的光源相比,基于蓝光芯片与近红外荧光粉组装的近红外LED因具有体积小、能耗低、寿命长、高亮度、环保等优点受到广泛的关注。Cr3+离子由于d轨道对周围环境的高灵敏度,是获得宽带近红外光的的常用发光中心。此外,在调整Dq的基础上,Cr3+离子提供了相当大的宽谱可调谐性。因此,研究Cr3+离子掺杂的氧化物近红外荧光粉的发光特性具有指导意义和现实价值。在目前已知的各类型近红外荧光粉中,Cr3+离子掺杂的镓(锗)酸盐荧光粉因其半径和价态相近、蓝光激发、宽带发射、波长可调谐的优势而受到国内外学者的广泛关注。该类荧光粉可以与蓝光芯片相结合封装得到近红外LED,应用广泛。本文拟重点研究Cr3+掺杂的镓(锗)酸盐宽带发射近红外荧光粉,对其结构、发光性能、晶体场、形貌等进行了系统研究,并将合成的近红外宽带荧光粉与蓝光芯片相结合,制成LED光源,对其应用进行初步探索。主要从以下两个方面展开工作:1.研究Cr3+掺杂的NaxCa3-xGa2-xGe4+xO14(0≤x≤2)—系列宽带发射近红外荧光粉的结构和发光性质。通过XRD和Rietveld对其晶体结构进行了研究。采取精修拟合的策略研究了一系列结构。结合晶体结构、晶体场强度和发光性能之间的关系进行研究,并分析了阳离子取代后发光强度提高的原因。将该荧光粉与蓝光芯片封装组成近红外光源,对生物组织(青笋)的穿透深度进行初步分析,为宽带发射近红外荧光粉在生物和医学领域应用提供了新思路和新方法。2.采用高温固相法制备Cr离子掺杂的LiScGeO4超宽带近红外荧光粉。采取多格位占据策略拓宽了发射光谱的谱带,通过对发射光谱进行高斯分峰确定Cr(Ⅰ)和 Cr(Ⅱ),分别位于 1064 nm 和 1180 nm。Cr Ⅰ(1064 nm)和 CrⅡ(1180 nm)分别归属于Cr3+占据Sc3+的八面体格位和Cr4+占据Ge4+的四面体格位。此外,研究了形貌、晶体场、荧光寿命、热稳定性等性能。在470nm蓝光激发下,荧光粉的发射光谱范围为800-1600 nm超宽带发射,峰位置在1110 nm处。最后采用自制NIR-LED光源直接照射手、胳膊和耳朵部位,在通过近红外相机拍摄照片,其成像效果表明该荧光粉在血管成像方面的应用前景。
其他文献
裸花紫珠(Callicarpa nudiflora Hook.et Arn.),为马鞭草科紫珠属植物,以其干燥地上部分入药,具有止血止痛、抗菌消炎、散瘀消肿、驱风祛湿、解毒等功效,临床上主要用裸花紫珠组成的方剂或由其制成的中成药来治疗急性传染性肝炎、妇科炎症、烧伤、烫伤及消化道出血、外伤出血等各类出血症,是一种海南道地药材。本论文对裸花紫珠乙醇提取物的二氯甲烷萃取部位的化学成分进行了系统的分离,并
学位
新木姜子碱是从植物潺槁树(Litsea glutinosa)中提取分离出来的,它属于阿朴菲生物碱类化合物。本课题组前期以db/db小鼠为模型研究发现,新木姜子碱展示了良好的抗糖尿病作用,具有较好的新药开发价值,然而尚未见有关其药代动力学研究。因此本论文从潺槁树皮中提取了大量新木姜子碱;评价其对Hep G2细胞葡萄糖消耗水平的影响及对棕榈酸诱导MIN6细胞损伤的保护作用;建立了专属性、灵敏度高的液相
学位
溃疡性结肠炎是消化内科的常见疑难病,其发病率呈现逐年上涨的趋势。由于其发病机制尚未完全阐明,目前该病的治疗效果并不理想。溃疡性结肠炎不易治愈,愈后容易复发,且具有较高癌变率的特点,因此被世界卫生组织列为难治之病。白头翁汤作为治疗热痢名方,其治疗溃疡性结肠炎的良好疗效已被多次证实,且具有一定优势。然而传统白头翁汤煎液体积较大,味苦,服用、携带不方便,其原料药材易发霉、发酵、影响药效。因此如何获取吸收
学位
原子、分子和固体在强激光场中辐射出高次谐波(high harmonic generation,HHG)的过程是强场物理所研究领域的前沿之一,其在探究阿秒量级的超快动力学过程中具有极其重要的应用。高次谐波辐射是一种非线性过程,可简述为原子分子等靶材在强激光脉冲作用下辐射出频率为入射激光频率整数倍的电磁波。利用高次谐波可以在原子大小的空间尺度下探索物质结构和电子的动力学,在亚飞秒时间尺度下追踪电子以及
学位
[目的]斑翅蝗科(Oedipodidae)我国已知40属约156种,广泛分布于全国各地,在干温地带(如陕西、宁夏、内蒙古和新疆等)最多。我们的研究发现该科蝗虫的基因组存在增大现象,而基因组大小的变异与基因组中重复序列的类型和含量有关。本研究在测定该科18种蝗虫基因组大小的基础上,对8个物种的染色体进行了核型分析,然后结合高通量测序与生物信息学分析了该科基因组中重复序列的类型和含量,以及对不同物种间
学位
NO2是一种污染气体,主要来源于汽车尾气和工业生产。随着科学技术的进步,越来越多的NO2被排放到大气中,危害环境的同时还会对人体造成伤害,所以对NO2的防控和检测变得尤为重要。研制气敏性能良好的气体传感器变得非常迫切。金属氧化物半导体传感器具有性能优异、制备简单等优点,在商业化应用方面具有一定的潜能。目前,只有较少数的p型金属氧化物被用于NO2气体探测,且已报道的p型金属氧化物传感器大多有响应值低
学位
钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)陶瓷、铌酸钾钠(K0.5Na0.5)NbO3(KNN)陶瓷和钛酸钡BaTiO3(BT)陶瓷材料是研究较为广泛的三种钙钛矿无铅压电陶瓷体系。研究者们通过掺杂改性取代和改变制备方式等方法获得了 BNT基、KNN基和BT基陶瓷材料以提高无铅压电陶瓷的电学性能。本文基于透射电子显微术,利用具有亚埃分辨率的球差校正透射电子显微镜对(Bi0.5Na0.5)0.
学位
城市群是国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元,是我国参与国际经济合作与竞争的主要平台,是我国走向世界的关键门户,其中关中平原城市群是中国第八个国家级城市群,该区担负着新丝绸之路经济带建设的战略重任,对西部大开发进程和“一带一路”建设起推动作用。DMSP/OLS和NPP/ⅦRS等夜光数据是研究城市群的新型数据源,便于对城市群进行长时间序列的研究。由于原始DMSP/OLS数据存在较多问题,如年际不
学位
作为人类活动影响气候变化的重要因素之一,土地利用主要通过改变地表生物地球物理过程和生物地球化学过程两个方面来影响气候系统。土地利用通过生物地球化学过程对气候系统的影响已得到广泛关注和深入研究,但对生物地球物理过程认识仍不足,尤其是对中纬度地区的认识仍不一致,这不利于区域气候的准确评估。本研究针对经历过大规模高强度人类活动的黄土高原地区,利用遥感产品、再分析资料等多源数据,首先分析了 2000-20
学位
在过去的十年中,金属基纳米颗粒和金属氧化物纳米颗粒(分别为MBNP和MONP)与大块材料相比,因其具有特殊的理化特性和生物活性备受青睐,因此MBNP和MONP的生产和应用显著增加。同时,工程纳米颗粒(NPs)的使用量也在持续增加。在纳米材料的生产,运输,消费和废弃过程中,纳米颗粒不可避免地进入生态系统和环境。一旦MBNP和MONP通过直接或间接途径进入农业土壤,就会与农作物发生相互作用,进而通过食
学位