溶膠-凝膠法制備稀土摻雜二氧化鈦基質納米發(fā)光材料的研究.pdf

1、本文以TiO<,2>為基質，以稀土Eu、Dy、Tb為激活劑，采用溶膠.凝膠技術制備了一系列稀土單摻雜、共摻雜的納米晶發(fā)光材料及發(fā)光薄膜。利用XRD、AFM、PLE和PL光譜等現(xiàn)代分析技術，對發(fā)光材料的特征進行了表征，研究了材料的發(fā)光性質、影響因素及發(fā)光機理。 1、成功的制備了Eu<'3+>：TiO<,2>-Al<,2>O<,3>納米晶，通過X射線衍射分析，對不同退火溫度下Eu<'3+>:TiO<,2>-Al<,2>O<,3>納米

2、晶的晶體結構和顆粒大小進行了表征，研究了Eu<'3+>摻雜濃度、退火溫度、保溫時間、原材料及配比等制備工藝對樣品發(fā)射光譜的影響，結果表明用468nm光源激發(fā)樣品時產(chǎn)生了較強的紅光發(fā)射，對應于Eu<'3+>的<'5>D0→<'7>F<,2>超靈敏躍遷：且熒光強度隨著退火溫度和Eu<'3+>摻雜濃度的升高先增強后減弱；700℃退火的樣品紅光發(fā)射強度達到最強，退火時最佳保溫時間為8h，Eu<'3+>的最佳摻雜濃度為0.8％mol；Al<,3+

3、>的摻入可以提高Eu<'3+>的紅光發(fā)射強度。且當Eu摻雜TiO<,2>納米晶在高溫退火時(700℃以上)出現(xiàn)了Eu<'2+>的442nm與464nm兩個藍光發(fā)射肩峰，該發(fā)射峰是Eu<'2+>的4f→5d躍遷發(fā)射引起的。 2、制備了Eu、Dy共摻雜,Eu、Tb共摻雜TiO<,2>-Al<,2>O<,3>納米晶，在950℃退火下，共摻樣品中Eu<'2+>的藍光發(fā)射強度明顯比單摻樣品強，這是因為在共摻樣品中發(fā)生了Dy<'3+>→Eu

4、<'2+>的能量傳遞與Tb<'3+>→Eu<'3+>的電子轉移，并且在共摻樣品中Tb<'3+>與Dy<'3+>的最佳濃度分別為0.3％mol和0.2％mol。 3、用溶膠-凝膠法成功制備了Eu<'3+>∶TiO<,2>-Al<,2>O<,3>紅光發(fā)光薄膜，通過AFM對不同退火溫度下1.0％Eu∶TiO<,2>-Al<,2>O<,3>薄膜樣品的表面形貌進行表征，研究了制備工藝條件對發(fā)光強度的影響，結果表明當薄膜厚度從11層變化到1

5、9層時Eu<'3+>的紅光發(fā)射強度隨薄厚度的增加而增強，但薄膜厚度超過19層時紅光發(fā)射強度開始減弱。且Eu<'3+>的紅光發(fā)射強度隨Eu<'3+>摻雜濃度的增加先增強后減弱，最佳摻雜濃度為1.0％，最佳退火溫度為800℃。 4、制備了Eu、Tb共摻雜TiO<,2>基質雙摻稀土藍光發(fā)光薄膜，Eu、Tb共摻樣品Eu<'2+>的藍光發(fā)射強度明顯比Eu單摻樣品強，950℃退火樣品的發(fā)射光譜中Eu<'2+>、Eu<'3+>兩種離子共同存在