稀土摻雜紫外轉(zhuǎn)光硼硅酸鹽玻璃制備與發(fā)光機(jī)制.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，紫外轉(zhuǎn)光在紫外探測(cè)，太陽(yáng)能電池增效、生態(tài)農(nóng)業(yè)、新型照明等方面的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的矚目。然而，目前紫外轉(zhuǎn)光材料特別是近紫外光的吸收和應(yīng)用存在一定的局限性，即激發(fā)帶窄，轉(zhuǎn)光效率低。擴(kuò)寬激發(fā)帶寬，增強(qiáng)寬帶范圍的光吸收，提高其轉(zhuǎn)換效率，是實(shí)現(xiàn)紫外轉(zhuǎn)光亟待解決的課題。
　　稀土摻雜玻璃或微晶玻璃是性能良好的光學(xué)材料，不少玻璃體系在紫外光、可見(jiàn)光以及紅外光區(qū)具有很好的透光率，而且玻璃或微晶玻璃的制備方法簡(jiǎn)便，生產(chǎn)

2、成本低，在許多器件中甚至可以直接使用。然而，目前在玻璃中拓展紫外激發(fā)帶以及提高發(fā)光效率的手段相對(duì)單一。
　　基于此本文以提高紫外激發(fā)寬帶為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)尋找合適的環(huán)境增強(qiáng)玻璃中稀土離子的發(fā)光效率，沉積半導(dǎo)體ZnO量子點(diǎn)敏化Eu3+來(lái)提高紫外轉(zhuǎn)光效率和激發(fā)帶寬，以提高稀土離子的發(fā)光效率和增強(qiáng)敏化劑對(duì)稀土離子的敏化效率兩方面探索高效的稀土玻璃發(fā)光材料。本文主要工作如下：
　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)Eu3+的局域環(huán)境的改變，采用熔融法合成了組分

3、為(40-x)ZnO-x ZnF2-40B2O3-10SiO2-5K2O-5CaO-10Al2O3:Eu2O3(x=0,10,20,30,and 40mol％)的硼硅酸鹽氟氧化物基質(zhì)玻璃，采用各種表征（XRD、FTIR，PL）詳細(xì)分析了所制得玻璃樣品的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)。探索ZnF2引入對(duì)硼硅酸鹽氟氧化物玻璃的紅外基團(tuán)[BO4]和[BO3]的變化，基團(tuán)的含量的影響晶體場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化。研究了ZnF2濃度對(duì)摻雜Eu3+硼硅酸鹽氟氧化物玻璃發(fā)光強(qiáng)度的

4、影響，發(fā)現(xiàn)該體系玻璃的發(fā)射光強(qiáng)度隨ZnF2比例增加而逐漸遞增，并利用J-O理論分析其發(fā)光改變的原因。
　　為了增強(qiáng)Eu3+激發(fā)帶寬，通過(guò)溶膠凝膠法及后續(xù)熱處理，成功得到了Eu3+摻ZnO-SiO2微晶玻璃。結(jié)合X粉末衍射、熒光光譜等表征手段，分析了摻Eu3+濃度、ZnO含量及退火工藝等因素對(duì)ZnO-SiO2:Eu3+微晶玻璃的結(jié)構(gòu)和光譜性能影響,證實(shí)了氧化鋅量子點(diǎn)對(duì)Eu3+的能量傳遞現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，隨著ZnO量的增加，近紫外光激發(fā)