【摘要】：本文在討論以氟鋯酸鹽為基質(zhì)的納米材料基礎(chǔ)上,構(gòu)建了可雙模式激發(fā)的核-殼型納米發(fā)光材料Na3Zr F7:Yb3+,Er3+@GdxZryF7:Eu3+(3x+4y=7),通過(guò)結(jié)構(gòu)及光譜分析手段研究了雙模式激發(fā)下的上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光規(guī)律。本課題中樣品的合成方法為溶劑熱法。首先,為研究合成溫度對(duì)Na3Zr F7:Yb3+,Er3+上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響,我們制備了單分散的納米粒子樣品,并對(duì)樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和光譜分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在980 nm紅外激光激發(fā)下,樣品均可發(fā)出綠色和紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光,特別是,隨著合成溫度的升高,樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度也會(huì)迅速提高,這是由于樣品的晶粒尺寸逐漸增大所導(dǎo)致的。其次,為研究Eu3+離子摻雜濃度對(duì)Gd Zr F7:Eu3+下轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響,我們合成了不同Eu3+離子摻雜濃度的樣品,在273或395 nm光源的激發(fā)下,測(cè)量了Eu3+離子的特征發(fā)光,分析了其發(fā)光機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Eu3+離子的特征發(fā)光強(qiáng)度受其摻雜濃度的影響。本實(shí)驗(yàn)中,2 mol%的Eu3+離子摻雜濃度最佳。最后,為了研究Gd3+離子含量(濃度)對(duì)材料發(fā)光性能的影響,我們合成了Na3Zr F7:Yb3+,Er3+@GdxZryF7:Eu3+(3x+4y=7)核-殼型納米材料。測(cè)量了樣品的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能,并采用光譜分析等方法研究了其雙模式發(fā)光。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,殼層中Gd3+離子含量對(duì)核-殼材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光有改善作用,其原因取決于包覆殼層所形成的配位場(chǎng)。此外,在395 nm(直接激發(fā))激發(fā)下,Gd3+離子含量變化對(duì)Eu3+離子的特征發(fā)光存在影響,這是Eu3+離子周圍晶場(chǎng)變化所致;而在273 nm(基質(zhì)激發(fā))激發(fā)下,Gd3+離子含量的增加對(duì)Eu3+離子的特征發(fā)光有積極影響。綜上,我們合成了Na3Zr F7:Yb3+,Er3+@GdxZryF7:Eu3+核-殼型納米材料。該材料具備在紅外/紫外雙模式激發(fā)下實(shí)現(xiàn)上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光的光學(xué)特性,在生物醫(yī)學(xué)、太陽(yáng)能利用、防偽標(biāo)記等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果有望為稀土摻雜納米核-殼材料未來(lái)的實(shí)際應(yīng)用提供必要的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
[Abstract]:Na3Zr F7:Yb3, Er3 @ GdxZryF7:Eu3 (3x 4y=7), a core-shell nano-luminescent material, which can be excited by dual-mode excitation, was prepared on the basis of a discussion of nano-materials based on fluorozirconate. The upconversion and down-conversion luminescence laws under double mode excitation were studied by means of structure and spectral analysis. The method of sample synthesis in this subject is solvothermal method. Firstly, in order to study the effect of synthesis temperature on upconversion luminescence of Na3Zr F7:Yb3 and Er3, monodisperse nanoparticles were prepared and their structures and spectra were analyzed. The experimental results show that the samples can emit green and red upconversion luminescence under the excitation of 980 nm infrared laser. In particular, with the increase of synthesis temperature, the upconversion luminescence intensity of the samples will increase rapidly. This is due to the gradual increase in the grain size of the sample. Secondly, in order to study the effect of Eu3 ion doping concentration on Gd Zr F7:Eu3 downconversion luminescence, we synthesized samples with different Eu3 ion doping concentrations. The characteristic luminescence of Eu3 ion was measured under the excitation of 273 or 395 nm light source. The luminescence mechanism was analyzed. The experimental results show that the characteristic luminescence intensity of Eu3 ion is affected by its doping concentration. In this experiment, the Eu3 ion doping concentration of 2 mol% is the best. Finally, we synthesized Na3Zr F7:Yb3, Er3 @ GdxZryF7:Eu3 (3x 4y=7) core-shell nanomaterials in order to study the effect of Gd3 ion content (concentration) on the luminescence properties of the materials. The structure and luminescence properties of the samples were measured, and the double mode luminescence was studied by spectroscopic analysis. The experimental results show that the content of Gd3 ion in the shell can improve the upconversion luminescence of core-shell material, and the reason depends on the coordination field formed by the coating shell. In addition, under the excitation of 395 nm (direct excitation), the change of Gd3 ion content has an effect on the characteristic luminescence of Eu3 ion, which is caused by the change of crystal field around Eu3 ion. However, under the excitation of 273 nm, the increase of Gd3 ion content has a positive effect on the characteristic luminescence of Eu3 ion. In summary, we synthesized Na3Zr F7:Yb3, Er3 @ GdxZryF7:Eu3 core-shell nanomaterials. The material has the optical properties of realizing upconversion / down-conversion luminescence under infrared / ultraviolet dual-mode excitation, and has potential application value in biomedicine, solar energy utilization, anti-counterfeiting labeling and so on. The experimental results in this paper are expected to provide the necessary theoretical and experimental basis for the future application of rare earth doped nanocrystalline core-shell materials.
【學(xué)位授予單位】：牡丹江師范學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：2426484