稀土離子摻雜熒光材料的光溫傳感性質(zhì)研究.pdf

1、近年來，稀土離子摻雜材料在光溫傳感領(lǐng)域受到了越來越廣泛的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)溫度傳感器而言，基于稀土離子摻雜納米材料的光學(xué)溫度傳感器擁有非接觸式，高敏感度和高精度等優(yōu)點(diǎn)。作為光溫探測法的一種，基于測量稀土離子兩個熱耦合能級熒光強(qiáng)度的熒光強(qiáng)度比（FIR）技術(shù)具有抗外界干擾能力強(qiáng)和抗激發(fā)功率噪聲強(qiáng)等特點(diǎn)，從而成為近年來的研究熱點(diǎn)。本文采用Er3+離子、Yb3+離子和Eu3+離子作為摻雜離子，選擇納米材料作為基質(zhì)材料研究了MF2(M=Ba, Ca

2、, Sr)透明玻璃陶瓷、Y2O3納米棒以及Gd2O3納米棒的光溫傳感性質(zhì)。具體內(nèi)容如下：
　　通過高溫熔融淬火法制備了Eu3+離子摻雜的BaF2、CaF2和SrF2透明玻璃陶瓷。采用X射線衍射，透射電鏡等測試方法表征了其結(jié)構(gòu)和形貌。測試了Eu3+離子摻雜的MF2（M=Ba，Ca，Sr）透明玻璃陶瓷的激發(fā)譜及其在392 nm波長激發(fā)下隨溫度變化的發(fā)射譜。根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)計算了樣品的熒光熱淬滅比并擬合了熒光強(qiáng)度比和光溫傳感敏感度，并與其它

3、材料進(jìn)行了對比分析。
　　通過水熱法合成了Y2O3：Yb3+/Er3+納米棒，并通過改變PH值調(diào)節(jié)了其形貌尺寸。通過X射線衍射，掃描電鏡等手段對其結(jié)構(gòu)和形貌尺寸進(jìn)行了表征。測試了Y2O3納米棒摻雜不同濃度Yb3+離子的上轉(zhuǎn)換光譜，并結(jié)合稀土離子能級討論了其能量傳遞機(jī)制。測試了Y2O3：Yb3+/Er3+納米棒的變溫光譜，并基于熒光強(qiáng)度比（FIR）研究了其光溫傳感性質(zhì)。
　　通過水熱法合成了直徑為50 nm左右的Gd2O3：Y