【摘 要】
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近年来,上转换发光（UCL）材料因其独特的发光性质,不但吸引了大批科研人员的关注,并且也被广泛应用于显示照明、医学成像和太阳能电池等领域。由于上转换发光材料的基质材料对材料整体的发光性能有着极其重大的影响,因此常常通过选择性能优异的基质材料来改进材料上转换效率低、发光强度弱等缺点。近年来,越来越多声子能量较小的氧化物基质材料不断被开发出来,氧化物基质材料也得到了广泛的应用。本论文以In2O3和Ca
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近年来,上转换发光（UCL）材料因其独特的发光性质,不但吸引了大批科研人员的关注,并且也被广泛应用于显示照明、医学成像和太阳能电池等领域。由于上转换发光材料的基质材料对材料整体的发光性能有着极其重大的影响,因此常常通过选择性能优异的基质材料来改进材料上转换效率低、发光强度弱等缺点。近年来,越来越多声子能量较小的氧化物基质材料不断被开发出来,氧化物基质材料也得到了广泛的应用。本论文以In2O3和CaxSr1-xSc2O4为基质材料,系统性的研究了Yb3+/Er3+、Yb3+/Ho3+、Yb3+/Tm3+在In2O3材料中的上转换发光性能及机理并发现了CaxSr1-xSc2O4:Yb,Er中奇特的光谱变化。具体的研究内容以及结果如下:（1）通过溶剂热法在三颈烧瓶中成功合成了单分散In2O3:Yb,Ln（Ln=Er,Ho,Tm）纳米晶,平均粒径在31 nm左右。与文献报道相比,本纳米晶的红光和绿光强度分别增强了1.85倍和1.55倍。红外光谱（FTIR）显示上转换发光增强可以归结于表面基团的增加。同时,通过光谱分布和功率依赖性研究了In2O3:Yb,Ln（Ln=Er,Ho,Tm）纳米晶中可能的能量转移过程。由于氧化铟容易在空气中潮解,本实验还对其包覆了SiO2壳,对照60天后的发射光谱,发现包覆SiO2可以有效地缓解In2O3的潮解。（2）通过水热法成功制备出一系列的CaxSr1-xSc2O4:Yb,Er（x=1,0.8,0.6,0.4,0.2,0）纳米晶,并对其进行了X射线衍射（XRD）、荧光光谱、拉曼光谱等方面的表征。从发射光谱中可以看出,随着Sr3+离子含量的不断增加,材料的红光部分发生了明显的改变。通过在CaxSr1-xSc2O4中掺入相同浓度的Eu3+离子,本实验中把这一现象产生的原因归结于基质材料晶体场的变化。同时,本实验还研究了CaxSr1-xSc2O4:Yb,Er中可能的能量传递过程。
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