稀土摻雜納米材料的制備及其發(fā)光特性研究.pdf

1、稀土納米發(fā)光材料表現(xiàn)出了諸多異于傳統(tǒng)體相發(fā)光材料的特點(diǎn)，具有潛在的高量子發(fā)光效率和高分辨率等誘人的前景。所以，選擇合適的基質(zhì)和反應(yīng)條件來合成上轉(zhuǎn)換效率高、機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性較好的稀土摻雜納米發(fā)光材料是我們基礎(chǔ)研究工作者們的主要目的。在紫外到近紅外，Er3+具有豐富的發(fā)射能級，它作為激活離子可以實(shí)現(xiàn)高效率的上轉(zhuǎn)換發(fā)光。因此研究Er3+摻雜的納米上轉(zhuǎn)換材料在發(fā)光材料的理論研究和實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。另外，有關(guān)BaF2納米棒的文獻(xiàn)報(bào)道較少

2、。
　　 本學(xué)位論文中，首先，綜述了稀土摻雜納米發(fā)光材料的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀，并介紹了稀土摻雜納米發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理、特殊性質(zhì)、分類、研究及表征方法、制備方法和應(yīng)用前景。其次，利用水熱法和燃燒法，分別合成了稀土摻雜氧化物納米材料并表征子樣品。最后，我們通過微乳液溶劑熱法合成了摻雜Eu3+離子的一維BaF2納米棒和微米棒，并將它們進(jìn)行比較來研究了其發(fā)光性質(zhì)。
　　 本論文主要研究結(jié)果：
　　 (一)我們利用水熱法合

3、成的Y2O3∶Er3+,Yb3+，研究結(jié)果表明經(jīng)1200℃退火后的樣品屬于立方相結(jié)構(gòu)，其形貌為棒狀，直徑約為l00nm，長度達(dá)到微米級，無明顯團(tuán)聚，分散性較好。在980nm LD激發(fā)下，樣品實(shí)現(xiàn)了藍(lán)(408 nm)、綠(520～570 nm)和紅(650～670 nm)上轉(zhuǎn)換發(fā)光，與之相對應(yīng)的輻射躍遷分別屬于2H9/2→4I15/2、2H11/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2等。
　　 (二)我們利用燃燒法

4、合成的Y2O3∶Er3+，Gd3+，Yb3+，研究結(jié)果表明在不同退火溫度下合成的樣品均屬于立方相結(jié)構(gòu)，并且證實(shí)了通過燃燒法可以制備出沒有雜相的Y2O3∶Er3+,Gd3+,Yb3+納米晶。
　　 在978nm激光激發(fā)下，Y2O3∶Er3+,Gd3+,Yb3+納米晶實(shí)現(xiàn)了藍(lán)綠(490nm)、綠(510～572nm)和紅(630～710nm)上轉(zhuǎn)換發(fā)光，與之相對應(yīng)的輻射躍遷分別屬于4F7/2→4I15/2、2H11/2,4S3/2→

5、4I15/2和4F9/2→4I15/2等。隨著退火溫度的提高，樣品發(fā)光強(qiáng)度具有逐漸增強(qiáng)的趨勢。但如果考慮實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)條件及能量消耗，選擇退火溫度為800℃可能效率更高。
　　 (三)我們采用微乳液溶劑熱法合成的BaF2∶Eu微米棒和BaF2∶Eu納米棒，研究結(jié)果表明：樣品為不含雜質(zhì)的單相晶體；微米棒是三維結(jié)構(gòu)，而納米棒是一維結(jié)構(gòu)；在紫外燈的激發(fā)下，樣品的發(fā)光特性與以前報(bào)到的BaF2∶Eu納米晶體有所不同。由于樣品的表面缺陷對納米