Li+和稀土離子共摻ZrO2上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強及溫度特性研究.pdf

1、稀土離子摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在藍綠激光器、色彩顯示、高密度信息存儲、熒光探針、燈用熒光粉以及海底通信等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，關(guān)于稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的摻雜比例、發(fā)光途徑、發(fā)光機理有大量報道，但是，上轉(zhuǎn)換效率一直較低，要想使上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料真正實現(xiàn)實際應(yīng)用，就要提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度，因此，提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率是一個重要的研究方向。本文研究了Li+離子與稀土離子共摻納米晶材料的制備和室溫上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)Li+可以增強Er3+、Yb3+摻雜氧

2、化鋯材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度。
　　本文采用溶膠-凝膠(Sol-gel)法，制備Er3+/Yb3+共摻ZrO2、Li+/Er3+三摻ZrO2納米粉末以及在燒結(jié)溫度分別為600℃、800℃、1000℃、1200℃下Li+/Er3+/Yb3+三摻ZrO2納米粉末，對納米晶粉末樣品進行了XRD檢測，發(fā)現(xiàn)Li+摻入并沒有改變改變晶體的晶向。優(yōu)化摻雜比例，得到具有優(yōu)良發(fā)光性質(zhì)的納米粉末，在室溫下用980nm激光對不同燒結(jié)溫度樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性

3、進行了研究，測試樣品的上轉(zhuǎn)換熒光光譜，摻入Li+后，納米晶粉末樣品紅光和綠光波段的熒光強度都有很好的增強。研究功率變化對上轉(zhuǎn)換發(fā)光機理的影響，綠光的發(fā)射是雙光子過程；紅光在低激發(fā)功率下主要來自雙光子過程，在高激發(fā)功率下來源于能量轉(zhuǎn)移過程和雙光子過程共同作用的結(jié)果，且能量轉(zhuǎn)移占主導(dǎo)作用。通過簡化的能級模型對紅光和綠光的上轉(zhuǎn)換機理進行了分析，并對實驗結(jié)果進行了解釋。
　　應(yīng)用熒光強度比(FIR)技術(shù)，成功的得到了樣品(ZrO2:0.5

4、mol％Er3+/5mol%Yb3+/2mol%Li+)的靈敏度，詳細討論了不同峰位、不同Li+摻雜濃度、不同激發(fā)功率以及不同燒結(jié)溫度對靈敏度的影響，并對實驗數(shù)據(jù)進行了擬合，得到了靈敏度的最終表達式。當(dāng)熒光強度比采用525nm和562nm這兩個峰位的比值時，靈敏度最大；并且發(fā)現(xiàn)Li+離子的摻入只對樣品的發(fā)光產(chǎn)生影響并沒有對樣品的靈敏度值的大小產(chǎn)生影響；隨著激發(fā)功率的變大，靈敏度取最大值對應(yīng)的工作溫度減?。涣硗鈽悠返臒Y(jié)溫度也會對靈敏度有