Er3+摻雜氧化物超微粉體的近紅外發(fā)光.pdf

1、近紅外光具有穿透深度大、背景干擾小、靈敏度高以及熱效應(yīng)好等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此，國(guó)內(nèi)外在近紅外發(fā)光材料方面進(jìn)行了廣泛研究和關(guān)注。鉺離子從4I13/2能級(jí)躍遷到4I15/2基態(tài)能級(jí)的發(fā)光波長(zhǎng)為1.54um，由于該波長(zhǎng)恰好為光纖通信的第三低損耗通訊窗口，同時(shí)對(duì)人眼是安全的，摻雜Er3+離子的近紅外發(fā)光材料在光纖通訊、食品檢測(cè)、激光系統(tǒng)、生物分析傳感器及生物成像等方面得到了廣泛應(yīng)用。雖然Er3+離子的能級(jí)比較豐富，但是它在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)缺少?gòu)?qiáng)的吸

2、收帶，因此摻雜Er3+的近紅外發(fā)光材料大多表現(xiàn)出吸收強(qiáng)度弱、泵浦效率低、發(fā)光強(qiáng)度弱等不足，這也使得它在實(shí)際應(yīng)用中收到了限制。因此，本文通過(guò)尋找合適的敏化離子和基質(zhì)，研究了提高Er3+的近紅外發(fā)光強(qiáng)度的方法和途徑。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有：
　　采用共沉淀法成功制備了YAG:Er3+,Ce3+,Bi3+近紅外熒光粉。研究了不同Bi3+離子濃度對(duì)近紅外發(fā)光的影響，當(dāng)Bi3+濃度為0.07時(shí)，近紅外發(fā)光強(qiáng)度提高了3倍。Bi3+離子的摻雜導(dǎo)致了YA

3、G中激子的產(chǎn)生和局部環(huán)境的變化。近紅外光增強(qiáng)是Bi3+周圍激子對(duì)Ce3+離子的敏化，以及Bi3+摻雜引起的Ce3+和Er3+周圍環(huán)境對(duì)稱性降低的共同結(jié)果。
　　采用共沉淀法成功制備了YPO4:Er3+,Ce3+,Yb3+近紅外熒光粉。通過(guò)對(duì)980nm激光激發(fā)下樣品的近紅外發(fā)射光譜和紅綠光上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜分析，發(fā)現(xiàn)Ce3+的摻雜能夠有效抑制Er3+的上轉(zhuǎn)換發(fā)光，增加Er3+離子4I13/2能級(jí)上的粒子布居，增加4I13/2→4I15/

4、2躍遷幾率，提高1.5um的近紅外發(fā)光強(qiáng)度。我們還在最佳Ce3+摻雜濃度的基礎(chǔ)上，引入了Li+離子，發(fā)現(xiàn)Li+離子可以有效的提高Er3+的1.5um近紅外發(fā)光效率，當(dāng)Li+離子濃度為0.06時(shí)，近紅外發(fā)光強(qiáng)度提高了近10倍。
　　采用溶膠-凝膠法成功制備了Y3Fe5O12:Ce3+,Er3+近紅外發(fā)光材料。研究了絡(luò)合劑、過(guò)量Y3+離子以及煅燒溫度對(duì)樣品結(jié)構(gòu)形狀的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)檸檬酸絡(luò)合劑摻雜30％，Y3+過(guò)量1%，煅燒溫度為1100