摻鉺鈣鈦礦納米晶上轉(zhuǎn)換機(jī)制研究.pdf

1、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料具有高介電常數(shù)、良好的絕緣性質(zhì)、優(yōu)良的物理化學(xué)穩(wěn)定性和在可見光范圍內(nèi)的優(yōu)異的透明度等優(yōu)點(diǎn)，是一種重要的無(wú)機(jī)功能材料。并且由于其具有較低的聲子能量，很適合作為一種上轉(zhuǎn)換基質(zhì)材料，進(jìn)行發(fā)光稀土離子摻雜的研究。
　　本文采用改進(jìn)的固相法制備了摻雜鉺離子和鉺鐿共摻的鈦酸鈣納米晶。并且研究了在974nmLD激發(fā)下鈦酸鈣基質(zhì)中Er3+離子以及Er3+,Yb3+共摻的上轉(zhuǎn)換機(jī)制。在974nmLD的泵浦下，鈦酸鈣摻鉺材料在綠光譜帶發(fā)

2、出很強(qiáng)的上轉(zhuǎn)換熒光，但是在紅光譜帶，幾乎沒有紅光發(fā)射。分析認(rèn)為，由于鉺離子摻雜進(jìn)鈦酸鈣晶格時(shí)，替代了晶格中的鈣離子，所以鈦離子和氧離子形成的空位結(jié)構(gòu)對(duì)摻雜進(jìn)晶格的鉺離子起到了一種包裹作用，降低了鉺離子之間的濃度淬滅，從而形成了單綠色的熒光發(fā)射。由于體系中的能量傳遞過程被抑制，即使隨著Er3+離子濃度的增加，紅光也不會(huì)明顯增強(qiáng)。對(duì)于光譜中的紅光來(lái)源，本論文認(rèn)為，除了微弱的馳豫作用布居之外，還有納米粒子表面懸鍵導(dǎo)致的多聲子輔助能量傳遞的貢獻(xiàn)

3、。在鈦酸鈣鉺鐿共摻體系中，隨Yb3+濃度的提高，樣品由974nmLD泵浦的上轉(zhuǎn)換綠光和紅光發(fā)射都有顯著增強(qiáng)，并且紅光的增強(qiáng)幅度比綠光要大。分析認(rèn)為，Yb3+離子的添加，不僅可以對(duì)Er3+的上轉(zhuǎn)換發(fā)光起到敏化增強(qiáng)的作用，還可以通過Er3+，Yb3+之間的能量回傳過程(EBT)對(duì)4I13/2能級(jí)起到布居的作用，建立起一個(gè)紅光能級(jí)4F9/2的布居途徑。但由于鈦酸鈣晶格對(duì)EBT過程的抑制作用，這種途徑也不能有效地布居紅光能級(jí)，只能對(duì)紅光的發(fā)射起