稀土離子摻雜的NaNbO3和Sr2TiSi2O8納米晶的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能研究.pdf

1、近年來，超細(xì)和納米上轉(zhuǎn)換材料在上轉(zhuǎn)換熒光粉、紅外探測器件、生物分子的熒光標(biāo)記和雙光子共聚焦顯微成像、商標(biāo)防偽等方面都顯示出了巨大的應(yīng)用前景。這些物質(zhì)被廣泛的應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，比如紅外探測，傳感器，激光器等方面。這些方面的應(yīng)用特別需要環(huán)境友好、發(fā)光亮度高、粒度達(dá)到納米級的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。鈣鈦礦復(fù)合氧化物具有獨特的晶體結(jié)構(gòu),尤其經(jīng)摻雜后形成的晶體缺陷結(jié)構(gòu)和性能,被應(yīng)用或可被應(yīng)用在固體燃料電池、固體電解質(zhì)、傳感器、高溫加熱材料、固體電阻器及替代

2、貴金屬的氧化還原催化劑等諸多領(lǐng)域,成為化學(xué)、物理和材料等領(lǐng)域的研究熱點。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的堿性鈮酸鹽具有很多優(yōu)良的性質(zhì)，例如，鐵電性，壓電性，離子傳導(dǎo)，光折射和光催化性能等。選擇具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的NaNbO3作為上轉(zhuǎn)換材料，既考慮到NaNbO3晶體具有上述這些優(yōu)良性質(zhì)，又考慮到NaNbO3晶體中，不存在OH和CO這類大的基團(tuán)，聲子能量低，且容易制備，是一種很好的上轉(zhuǎn)換基質(zhì)材料。稀土離子具有豐富的電子能級和窄的發(fā)射譜線，十分適合作為上轉(zhuǎn)換發(fā)射中心

3、。因此，本論文中，我們采取共摻雜的手段有效地改善了樣品的發(fā)光性質(zhì)，重點討論了NaNbO3:Er3+納米晶的發(fā)光特性以及退火溫度對提高發(fā)光強(qiáng)度的影響。在本文中首先用水熱法合成了NaNbO3樣品，然后用固相法分別合成了NaNbO3，NaNbO3：Er3+，NaNbO3：Sm3+樣品，所得樣品均給出了來自于Er3+的4H11/2,4S3/2 → 4I15/2能級躍遷產(chǎn)生的綠光發(fā)射(517-566 nm)和4F9/2 → 4I15/2能級躍遷產(chǎn)

4、生的紅光發(fā)射(650-680 nm)。其發(fā)射強(qiáng)度與退火溫度密切相關(guān)，最佳退火溫度為1000 ℃。X射線衍射結(jié)果表明所制備的粉體NaNbO3（水熱法200℃和固相法900℃退火），NaNbO3:Er3+（900℃退火），NaNbO3:Sm3+（900℃退火）為立方相結(jié)構(gòu)，在退火溫度800,950和1000 ℃時是正交晶系，長方體結(jié)構(gòu)。該粉末在980 nm LD激發(fā)下，分別發(fā)射出中心波長約為526 nm綠色，547 nm綠色和662 nm紅

5、色（摻Er3+）、526nm綠色，550nm綠色和660 nm紅色(摻Sm3+)的上轉(zhuǎn)換熒光。探討了Er3+，Sm3+的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制。研究了晶體的對稱性和退火溫度對NaNbO3:Er3+樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明：隨著晶體的對稱性降低和退火溫度的提高，NaNbO3:Er3+樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。此外通過高溫固相法制備了Er3+單摻和Er3+/Yb3+共摻雜的Sr2TiSi2O8粉末樣品，研究了上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度隨稀土離子濃度的