稀土摻雜AlF3-YbF3上轉(zhuǎn)換熒光粉的制備與發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，前景樂觀。如用于固態(tài)激光器、激光防偽、三維立體顯示和LED背光源等等。因此，對上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的的研究既有重要的理論意義，又有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。雖然各國對這方面的研究投入了巨大的人力、財(cái)力和物力，但是研究結(jié)果表明，真正可以實(shí)際應(yīng)用的材料仍然很少，除了NaYF4和Y2O2S以外，其他上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料還沒實(shí)現(xiàn)商品化?；诖?，目前對新型、高效的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基礎(chǔ)材料的研發(fā)仍是各國研究者們孜孜不倦的追求。本論文首先合成

2、了單摻Er3+和單摻Tm3+的AlF3-YbF3上轉(zhuǎn)換材料并對其發(fā)光過程做了初步的研究，進(jìn)而通過Er3+、Tm3+共摻實(shí)現(xiàn)AlF3-YbF3上轉(zhuǎn)換白光材料。并對Yb3+到Er3+和Tm3+的多步能量傳遞過程，以及Tm3+到Er3+之間的能量傳遞過程做了初步的研究。
　　 1.通過高溫固相法制備AlF3-YbF3：Er3+熒光粉，XRD圖譜表明：AlF3-YbF3：Er3+上轉(zhuǎn)換熒光粉是由三方AlF3相和正交YbF3相組成；從上轉(zhuǎn)

3、換熒光光譜中可以看出：AlF3-YbF3：Er3+熒光粉的光譜中含有波長為410 nm的藍(lán)光峰、550 nm的綠光峰和660nm的紅光峰，分別對應(yīng)于Er3+離子的2H9/2→4I15/2、4S3/2→I15/2和4F9/2→4I15/1能級的躍遷，并且當(dāng)Er3+離子的摻雜濃度為0.7mol％時(shí)，熒光粉的紅光(660nm)的發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)；此外通過上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度與激發(fā)光功率可以知道：AlF3-YbF3：Er3+熒光粉的紅光(660nm)發(fā)射

4、對應(yīng)的是雙光子吸收過程(n=2.24)，而綠光(550 nm)和藍(lán)光(410 nm)的發(fā)射分別對應(yīng)于Er3+離子三光子吸收(n=2.72)和四光子吸收(n=3.64)過程。
　　 2.通過高溫固相法制備AlF3-YbF3：Tm3+熒光粉XRD圖譜表明：AlF3-YbF3：Tm3+上轉(zhuǎn)換熒光粉是由三方AlF3相和正交YbF3相組成；從上轉(zhuǎn)換熒光光譜中可以看出：AlF3-YbF3：Tm3+熒光粉含有波長為360 nm的紫外峰、450

5、 nm的藍(lán)光峰、700nm的紅光峰和800nm的紅外光峰，分別對應(yīng)于Tm3+離子的1D2→3H6，1G4→3H6，1G4→3F4和3H4→3H6能級的躍遷，其中360 nm紫外發(fā)射峰的強(qiáng)度最強(qiáng)；此外通過上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度與激發(fā)光功率可以知道：AlF3-YbF3：Tm3+熒光粉的紫外光(360nm)發(fā)射對應(yīng)的是三光子吸收過程(n=2.96)，而藍(lán)光(410 nm)、紅光(700 nm)和紅外光(800 nm)的發(fā)射分別對應(yīng)于Tm3+離子三光子

6、吸收(n=3.07)、三光子吸收(n=3.19)和雙光子吸收(n=2.04)過程。
　　 3.通過高溫固相法制備AlF3-YbF3：Er3+/Tm3+上轉(zhuǎn)換白光熒光粉，XRD圖譜表明：AlF3-YbF3：Er3+/Tm3+上轉(zhuǎn)換白光熒光粉是由三方AlF3相和正交YbF3相組成；從上轉(zhuǎn)換熒光光譜圖中可以看出：波長為410nm的紫光發(fā)射峰、550nm的綠光發(fā)射峰和660nm的紅光發(fā)射峰分別對應(yīng)于Er3+離子的2H9/2→4I15/2