学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

稀土掺杂钨酸钙多晶的制备及其上转换发光性能的研究

作　者: 赵宏
导　师: 徐衍岭
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 钨酸钙多晶 稀土离子 上转换发光
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 138次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


利用高温固相法制备了CaWO4:Ho3+/Yb3+、CaWO4:Tm3+/Yb3+、CaWO4: Er3+/Yb3+和CaWO4:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶。X-射线衍射分析表明制备的样品保持很好的CaWO4晶格结构。利用紫外-可见吸收光谱研究紫外吸收边的移动,确定稀土离子的掺杂规律。随着稀土离子掺杂浓度的增加,稀土离子能级跃迁所需要的能量随之改变。980 nm二极管激光器激发下,研究了稀土离子掺杂CaWO4多晶的上转换发光性能。CaWO4:Ho3+/Yb3+多晶的上转换光谱在545 nm和659 nm处分别有两个明显发射峰,上转换发光来自于Ho3+离子的5F4/5S2→5I8和5F5→5I8能级跃迁,功率曲线表明上转换过程都为两光子过程;CaWO4:Tm3+/Yb3+多晶的上转换光谱在473 nm处有明显的蓝光发射峰,上转换发光来自于Tm3+离子的1G4→3H6能级跃迁,功率曲线表明上转换过程同时包括两光子和三光子过程;CaWO4:Er3+/Yb3+多晶的上转换光谱在530 nm和552 nm处分别有两个明显的绿光发射峰,上转换发光来自于Er3+离子的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2能级跃迁,功率曲线表明上转换过程都为两光子过程。同时测试了样品的荧光衰减曲线,分析了上转换发光能级的荧光寿命,进一步研究上转换机理。980 nm二极管激光器激发下,CaWO4:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶上转换光谱在474 nm、545 nm和659 nm处有三个明显发射峰,上转换蓝光发射来自于Tm3+离子的1G4→3H6能级跃迁,上转换绿光发射和红光发射分别来自于Ho3+离子的5F4/5S2→5I8能级和5F5→5I8能级跃迁。调节激光器泵浦功率和稀土离子(Yb3+和Ho3+)掺杂浓度可以控制三基色荧光的相对强度。随着泵浦功率的增强,色坐标逐渐向左下方移动;随着Yb3+离子和Ho3+离子掺杂浓度的不断增加,色坐标分别向左下方和右上方移动。最终得到了上转换发光十分接近标准色坐标（0.33, 0.33）的CaWO4:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-22
  1.1 课题的背景和意义  9-10
  1.2 钨酸钙基质材料简介  10-12
    1.2.1 钨酸钙晶体结构  10-11
    1.2.2 钨酸钙晶体的能带理论分析  11-12
  1.3 稀土上转换光谱理论  12-18
    1.3.1 稀土离子的能级结构  12-14
    1.3.2 稀土离子的上转换发光机理  14-18
  1.4 上转换发光材料的研究现状  18-21
    1.4.1 上转换发光玻璃材料  18-19
    1.4.2 上转换发光陶瓷材料  19
    1.4.3 上转换发光纳米晶材料  19-20
    1.4.4 上转换发光晶体材料  20-21
  1.5 本课题的主要研究内容  21-22
第2章 实验方法和表征  22-27
  2.1 实验药品  22
  2.2 仪器设备  22-23
  2.3 实验流程  23-25
    2.3.1 制备CaWO_4 多晶工艺参数的选择  23-24
    2.3.2 掺杂不同稀土离子CaWO_4 多晶粉的制备  24-25
  2.4 测试表征方法  25-27
    2.4.1 X-射线衍射分析  25
    2.4.2 紫外-可见吸收光谱  25-26
    2.4.3 上转换稳态发射光谱  26
    2.4.4 时间分辨光谱  26
    2.4.5 功率曲线  26-27
第3章 稀土掺杂CaWO_4多晶的制备及缺陷研究  27-36
  3.1 稀土掺杂CaWO_4 多晶的制备工艺  27-29
    3.1.1 烧结条件对样品晶格结构的影响  27-28
    3.1.2 烧结条件对上转换发光强度的影响  28-29
  3.2 掺杂不同稀土离子CaWO_4 多晶的XRD 分析  29
  3.3 掺杂稀土离子对吸收光谱的影响  29-34
    3.3.1 E13+浓度对CaWO_4:E13+/Yb~(3+)多晶吸收光谱的影响  30-31
    3.3.2 Ho~(3+)浓度对CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶吸收光谱的影响  31-33
    3.3.3 Yb~(3+)浓度对CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶吸收光谱的影响  33-34
  3.4 本章小结  34-36
第4章 稀土双掺CaWO_4多晶的上转换发光性能研究  36-51
  4.1 CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换发光性能研究  36-40
    4.1.1 CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换稳态发射光谱  36-38
    4.1.2 CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的荧光寿命分析  38
    4.1.3 CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的功率曲线分析  38-39
    4.1.4 CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换发光机理  39-40
  4.2 CaWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换发光性能研究  40-45
    4.2.1 CaWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换稳态发射光谱  40-42
    4.2.2 CaWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的荧光寿命分析  42-43
    4.2.3 CaWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的功率曲线分析  43-44
    4.2.4 CaWO_4:Tm~(3+)/Yb~(3+)多晶的上转换发光机理  44-45
  4.3 CaWO_4:E13+/Yb~(3+)多晶的上转换发光性能研究  45-50
    4.3.1 CaWO_4:E13+/Yb~(3+)多晶的上转换稳态发射光谱  46-47
    4.3.2 CaWO_4:E13+/Yb~(3+)多晶的荧光寿命分析  47-48
    4.3.3 CaWO_4:E13+/Yb~(3+)多晶的功率曲线分析  48-49
    4.3.4 CaWO_4:E13+/Yb~(3+)多晶的上转换发光机理  49-50
  4.4 本章小结  50-51
第5章 钬镱铥三掺CaWO_4多晶上转换性能研究  51-63
  5.1 概述  51
  5.2 泵浦功率对CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶光谱性能的影响  51-54
    5.2.1 泵浦功率激发对上转换光谱的影响  51-52
    5.2.2 泵浦功率对CIE 坐标的影响  52-53
    5.2.3 功率曲线分析  53-54
  5.3 Yb~(3+)浓度对CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶光谱性能的影响  54-57
    5.3.1 Yb~(3+)掺杂浓度对上转换光谱的影响  54-55
    5.3.2 Yb~(3+)掺杂浓度对CIE 坐标的影响  55-56
    5.3.3 Yb~(3+)掺杂浓度对功率曲线的影响  56-57
  5.4 Ho~(3+)浓度对CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶光谱性能的影响  57-60
    5.4.1 Ho~(3+)掺杂浓度对上转换光谱的影响  57-58
    5.4.2 Ho~(3+)浓度掺杂对CIE 坐标的影响  58-59
    5.4.3 Ho~(3+)掺杂浓度的功率曲线的影响  59-60
  5.5 CaWO_4:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)多晶的上转换发光机理  60-62
  5.6 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-69
攻读硕士学位期间发表的论文  69-71
致谢  71

相似论文

  1. Eu3+掺杂稀土硼酸盐REBaB9O16（RE=稀土离子，Y）的发光光谱研究,O627.3
  2. ZnO杂化材料的制备、缺陷调控及其光学性质的研究,TB33
  3. 稀土离子掺杂氟氧化物玻璃陶瓷上转换光致发光的研究,O482.31
  4. 稀土钒酸盐Ca9R（VO4）7（R=稀土离子，Y，Bi）的合成和发光性能研究,O482.31
  5. 稀土离子Eu和Tb激活无水芒硝的发光性质研究,O482.31
  6. 稀土离子掺杂TiO_2溶胶的性能及应用,O614.411
  7. 稀土（Pr~（3+），Sm~（3+），Er~（3+），Yb~（3+））共掺氧化铝的光学特性,O482.31
  8. 掺Er红外发光材料特性研究,O482.31
  9. 稀土离子掺杂NaYF_4多谱线上转换发光性质的研究及机理分析,O482.31
  10. 稀土掺杂转换发光材料的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用,O482.31
  11. 温度与极化对PSZT上转换发光性能的影响,O482.31
  12. 铕、铽、钐掺杂铝硅酸盐氟氧玻璃及微晶玻璃的制备和性能研究,TQ171.1
  13. 稀土发光材料CaWO4：Eu3+的制备及其性能表征,TB383.1
  14. 布鲁氏菌抗原快速检测UPT免疫层析试纸的研制,R446.6
  15. 稀土离子掺杂的Sr_2MgSiO_5荧光粉的制备及发光特性研究,O482.31
  16. 稀土离子掺杂的NaNbO_3和Sr_2TiSi_2O_8纳米晶的上转换发光性能研究,O482.31
  17. 稀土掺杂纳米材料的制备及其发光特性研究,TB383.1
  18. 稀土掺杂氟化物纳米材料的合成及其光学性质研究,TB383.1
  19. 水溶性NaYF_4：Yb，Er上转换发光纳米材料的制备及应用,TB383.1
  20. Eu~（3+）荧光共聚物及聚合物基复合材料的制备与性能研究,O631.3

中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质 > 发光学
© 2012 www.xueweilunwen.com