高效Ag-ZnO納米線陣列-稀土摻雜氧化物復合薄膜上轉換發(fā)光性質與應用研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、稀土離子摻雜上轉換發(fā)光材料在光電子器件、新型光源、光學傳感、細胞成像及疾病診斷等方面具有廣泛的應用前景,已成為人們關注的焦點。氧化物基質材料透光性好,熱穩(wěn)定性、機械穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性高,可以承受一些惡劣環(huán)境的極端狀況。然而,大多數氧化物都具有相對較高的聲子能量,導致以氧化物為基質的稀土摻雜上轉換發(fā)光材料效率較低。為此,探索了一種具有較低聲子能量和較高發(fā)光效率的新型氧化物基質材料,通過電磁場增強將其上轉換發(fā)光強度進一步提高了約兩個量級,并

2、對其在溫度傳感、染料濃度探測和光電轉換等方面的應用做了初步探索。取得的主要成果如下:
  (1)通過共沉淀法制備了Er3+摻雜YbMoO4發(fā)光材料。實驗結果表明pH值和燒結溫度對基質材料相結構有很大影響,當pH值為7燒結溫度為773K時,反應物中的Mo6+全部熱還原到低價態(tài)Mo5+,得到純四方相YbMoO4。在980和325nm激光激發(fā)下,獲得了分別對應于Er3+的2H11/2/4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2躍

3、遷的綠色和紅色上轉換和下轉換發(fā)光,當Er、Yb濃度比為1∶10時,上轉換發(fā)光強度最大;研究了其上轉換發(fā)光的溫度特性,用熱猝滅理論進行了合理解釋,并建立了基于綠色上轉換發(fā)光的熒光強度比與溫度之間的依賴關系。
  (2)采用磁控濺射法、水熱法和旋涂法制備了Ag/ZnO納米線陣列/稀土摻雜YbMoO4三層結構復合薄膜。實驗結果表明復合薄膜中Ag、ZnO納米線陣列和稀土摻雜YbMoO4三層結構獨立存在,探討了在980nm激光激發(fā)下復合薄膜

4、上轉換發(fā)光與功率密度的依賴關系,優(yōu)化了ZnO納米線長度,實現了相對于單層發(fā)光薄膜最高兩個數量級的上轉換發(fā)光增強。模擬計算了不同ZnO納米線間隙構型的電場分布,結果表明上轉換發(fā)光增強歸因于ZnO納米線的間隙位置存在很強的局部電場分布。
  (3)探索了Ag/ZnO納米線陣列/Er3+摻雜YbMoO4復合薄膜在光電轉換、溫度傳感和染料濃度探測等方面的應用。建立了復合薄膜綠色上轉換發(fā)光強度比與溫度的依賴關系,最大溫度傳感靈敏度約為0.0

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