稀土摻雜氟化物納米磷光體的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、納米材料是于80年代末、90年代初發(fā)展起來的新興學(xué)科，它的發(fā)展給21世紀的工業(yè)領(lǐng)域帶來了一場重大變革。由于納米粒子所具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等，納米材料的制備及性能的研究成為目前的研究熱點之一，引起了科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。因為稀土元素具有4f電子殼層結(jié)構(gòu)，這種豐富而特殊的能級結(jié)構(gòu)使稀土摻雜材料成為較為理想的光電功能材料。作為發(fā)光材料，稀土摻雜氟化物納米材料具有優(yōu)異的光學(xué)特性，低的聲子能量、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定

2、、光透過性好、透光范圍寬，一定程度上減少了無輻射馳豫現(xiàn)象，可以有效地提高稀土離子熒光壽命和發(fā)光效率。稀土摻雜氟化物在高分辨顯示器、固態(tài)激光、紅外檢測、生物分析、醫(yī)療診斷和其他領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以聚乙烯亞胺(PEI)為表面活性劑，采用水熱合成法，制得了表面氨基修飾的水溶性β-NaY(Gd)F4∶Yb3+/Er3+納米棒，并對β-NaY(Gd)F4∶ Yb3+/Er3+納米棒的制備條件等進行了考察

3、。結(jié)果表明，當Gd3+的引入濃度為40 mol％時，200℃下反應(yīng)8h即可獲得純β-NaY(Gd)F4∶Yb3+/Er3+納米棒。利用X-射線粉末衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、熒光光譜(PL)等測試手段對樣品的結(jié)構(gòu)、形貌及光譜性質(zhì)進行表征。結(jié)構(gòu)和形貌分析結(jié)果表明制得的樣品為單相β-NaY(Gd)F4∶Yb3+/Er3+納米棒，納米棒的截面徑為40nm左右，平均長度約210nm左右;當用980 nm波長激發(fā)下，樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)

4、光光譜中出現(xiàn)了四個發(fā)射中心位于407 nm、529 nm、546 nm和660 nm的發(fā)射帶，分別對應(yīng)于Er3+離子的2H9/2→4I15/2，2H11/2→4I15/2，4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2躍遷。采用戊二醛法，使β-NaY(Gd)F4∶Yb3+/Er3+上轉(zhuǎn)換納米棒表面的氨基與牛血清蛋白(BSA)分子中的氨基成功偶連在一起。利用紫外光譜分析(UV)和考馬斯亮藍法，證明了β-NaY(Gd)F4∶Yb3+/E

5、r3+上轉(zhuǎn)換納米棒與BSA成功偶聯(lián)。
　　(2)采用高溫?zé)岱纸夥?，通過調(diào)節(jié)油酸、十八烯、油胺的比例，將Eu2+離子成功地嵌入到BaSiF6基質(zhì)中去，合成出復(fù)合氟化物BaSiF6∶ Eu2+納米磷光體。在熒光光譜中，我們看到了位于359 nm處的Eu2+離子4f7(6P5/2)→4 f7(8 S7/2)的銳線發(fā)射。
　　(3)采用水熱法，合成出復(fù)合氟化物BaSiF6∶ Eu2+納米棒。在材料的熒光光譜中，在257 nm激發(fā)下，