鋯酸鹽納米發(fā)光材料的制備與表征.pdf

1、納米發(fā)光材料明顯不同于體相發(fā)光材料的特性已經(jīng)成為近年來(lái)的熱點(diǎn)研究課題。鋯酸鹽具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，是一類重要的光活性基質(zhì)材料。目前，制備鋯酸鹽的主要方法還是傳統(tǒng)的高溫固相反應(yīng)法，采用濕化學(xué)法制各鋯酸鹽的報(bào)道并不多。因此，在本論文中，我們采用檸檬酸鹽溶膠，凝膠燃燒法制備了不同激活離子摻雜的鋯酸鹽納米發(fā)光材料，并系統(tǒng)地研究了其發(fā)光特性，觀察到了一些新的發(fā)光現(xiàn)象。
　　 在第一章中，我們對(duì)發(fā)光理論、稀土發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理，制

2、各方法、表征手段及稀土納米發(fā)光材料的性能特點(diǎn)等做了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)鋯酸鹽發(fā)光材料的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。
　　 在第二章中，我們采用溶膠.凝膠.燃燒法，在不同的爐溫下制各出MZrO3(M=Ba、Ca)納米晶粉末。利用XRD分析了樣品結(jié)構(gòu)，通過(guò)透射電鏡觀察了樣品的清晰形貌，并研究了MZrO3(M=Ba、Ca)納米材料的發(fā)光機(jī)理。
　　 第三章中，我們采用溶膠-凝膠-燃燒法在700℃和較短的燒結(jié)時(shí)間下制備了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BaZr

3、O3納米粉末，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了不同濃度的Eu3+、Dy3+摻雜，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了發(fā)光性質(zhì)的研究。Eu3+摻雜和Dy3+摻雜的BaZrO3納米晶粉末表現(xiàn)出很好的發(fā)光性質(zhì)。Eu3+摻雜的樣品在590nm～630nm之間有強(qiáng)的橙紅光發(fā)射，并且5D0→7F1躍遷的強(qiáng)度大于5D0→7F2躍遷的強(qiáng)度，說(shuō)明Eu3+在BaZrO3晶體結(jié)構(gòu)中位于對(duì)稱中心的位置。并且發(fā)光強(qiáng)度隨Eu3+摻雜濃度的升高先增強(qiáng)后減弱，在Eu3+摻雜濃度為5mol％附近達(dá)到最高值。Dy

4、3+摻雜的樣品分別在575nm和480nm兩處有強(qiáng)的黃光和藍(lán)光發(fā)射，由于熒光濃度淬滅效應(yīng)，其發(fā)光強(qiáng)度隨Dy3+濃度的升高先增強(qiáng)后減弱，1.0mol％處為最佳的Dy3+摻雜濃度。
　　 在第四章中，我們采用溶膠-凝膠-燃燒法在700℃和較短的燒結(jié)時(shí)間下制備了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的CaZrO3納米粉末，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了不同濃度的Eu3+、Dy3+摻雜，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了發(fā)光性質(zhì)的研究。Eu+摻雜的樣品在590nm～630nm之間有強(qiáng)的橙紅光發(fā)射，并且

5、5D0→7F2躍遷的強(qiáng)度大于5D0→7F1躍遷的強(qiáng)度，說(shuō)明Eu3+在BaZrO3晶體結(jié)構(gòu)中處于偏離反演對(duì)稱中心的格位。這一點(diǎn)與Eu3+摻雜的BaZrO3納米晶的發(fā)光有所區(qū)別。并且發(fā)光強(qiáng)度隨EU3+摻雜濃度的升高先增強(qiáng)后減弱，在Eu3+摻雜濃度為5mol％附近達(dá)到最高值。Dy3+摻雜的樣品分別在575nm和485nm兩處有強(qiáng)的黃光和藍(lán)光發(fā)射，其中485nm處的藍(lán)光發(fā)射較575nm處的黃光發(fā)射強(qiáng)一些，說(shuō)明Dr十在CaZrO3中所處位置的對(duì)稱

6、性較高。2.0mol％處為最佳的Dy3+摻雜濃度，并且濃度猝滅現(xiàn)象不明顯。
　　 第五章中，我們采用同樣的方法制備了BaZrO3和CaZrO3納米粉末，對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了不同濃度的Er3+摻雜，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了發(fā)光性質(zhì)的研究。Er3+摻雜的BaZrO3和CaZrO3納米晶的發(fā)射光譜的發(fā)射峰相似，主要由兩個(gè)峰構(gòu)成，位于綠光區(qū)524nm、547nm處，分別來(lái)自于Er3+的2H11/2-4I15/2，4S3/2-4I15/2轉(zhuǎn)換，其中547發(fā)

7、射峰的強(qiáng)度最大。在BaZrO3和CaZrO3樣品中，Er3+的摻雜濃度對(duì)發(fā)射峰位幾乎無(wú)影響，但摻雜濃度對(duì)發(fā)光強(qiáng)度影響較大。在Er3+摻雜的BaZrO3樣品中，Er3+的最佳摻雜濃度是1mol％，當(dāng)摻雜濃度超過(guò)Er3+的1mol％，由于濃度猝滅效應(yīng)的影響，Er3+的發(fā)射強(qiáng)度逐漸減弱。而在Er3+摻雜的CaZrO3樣品中，當(dāng)摻雜濃度由1mol％增加到3mol％時(shí)，Er3+的發(fā)射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。當(dāng)Er3+的摻雜濃度達(dá)到3mol％時(shí)，也未觀察到濃