稀土離子共摻Gd2O3納米管上轉換發(fā)光性質的研究.pdf

1、稀土離子因具備豐富的能級及穩(wěn)定的化學性質而被用于制備上轉換熒光材料,摻雜稀土離子的上轉換熒光材料已成為目前的研究熱點之一。隨著研究的日益完善和成熟,該材料在紅外生物探測、固態(tài)激光、光學儲存、3D顯示等方面都有著潛在的應用價值?，F將本論文的主要研究內容及實驗結果總結如下:
　　用溶膠-凝膠法制備了Ho3+、Ho3+/Yb3+、Tm3+、Tm3+/Yb3+、Ho3+/Yb3+/Li+和Ho3+/Yb3+/Tm3+共摻的Gd2O3納米材

2、料。通過XRD和SEM表征了納米管微觀結構,研究在不經退火及不同退火溫度下晶體的形成情況。觀察到Ho3+、Tm3+的上轉換發(fā)光光譜,其中綠光的發(fā)光范圍在520~580nm,來自Ho3+能級5F4/5S2→5I8的躍遷;紅光的發(fā)光范圍在630~670nm,來自Ho3+能級5F5→5I8的躍遷;藍光的發(fā)光范圍在470~500nm,來自Tm3+能級1G4→3H6的躍遷。隨著稀土離子摻雜濃度比的變化,可實現紅、綠、藍光的積分可調。根據稀土離子能

3、級匹配條件、熒光光譜和泵浦光激發(fā)功率關系,解釋了上轉換發(fā)光機制。其中,紅、綠光上轉換熒光主要是雙光子吸收過程;藍光上轉換熒光主要是三光子吸收過程。同時發(fā)現Yb3+對Tm3+的直接敏化作用,分析了Ho3+/Yb3+/Tm3+共摻Gd2O3體系中的上轉換發(fā)光機制。得出,由于Tm3+能級之間的能量傳遞以及Ho3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+、Tm3+/Ho3+之間交叉弛豫過程的相互作用,使Tm3+對Ho3+的上轉換過程起猝滅作用,從而減弱H