稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換熒光納米材料可以將近紅外光轉(zhuǎn)換為紫外-可見-近紅外光,其具有穩(wěn)定性好、毒性低、發(fā)射譜帶窄等優(yōu)點(diǎn),在能量轉(zhuǎn)換、生物成像、腫瘤治療、太陽能電池等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。半導(dǎo)體材料因其特殊的能帶結(jié)構(gòu),受到合適能量的光激發(fā)時,能夠產(chǎn)生光生電子-空穴對,可以驅(qū)動氧化還原反應(yīng)或者殺死腫瘤細(xì)胞。然而,傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料（TiO2、CdS、ZnO等）的光譜響應(yīng)最多只能達(dá)到可見光區(qū),限制了其在生物和催化領(lǐng)域的應(yīng)用。如何拓寬半導(dǎo)體材料的光譜響應(yīng)范圍,提高其對近紅外光的利用一直是科研工作者們關(guān)注的研究熱點(diǎn)。通過制備上轉(zhuǎn)換納米顆粒（UCNPs）與半導(dǎo)體的復(fù)合材料,能夠有效改善傳統(tǒng)半導(dǎo)體對光的吸收范圍,拓展其在生物和能源方面的實(shí)際應(yīng)用。本論文將重點(diǎn)闡述如何通過各種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換納米顆粒與各種半導(dǎo)體材料的有效組裝和復(fù)合,并對復(fù)合物的性能進(jìn)行研究。首先通過靜電紡絲技術(shù)將上轉(zhuǎn)換納米顆粒與半導(dǎo)體材料進(jìn)行電紡,成功制備了（β-NaYF4:Yb/Tm@NaYF4）/TiO2和（β-NaYF4:Yb/Tm@NaYF4）/CdS/TiO2等一系列復(fù)合納米纖維,充分證明了靜電紡絲技術(shù)在大規(guī)模組裝復(fù)合材料方面所... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）傳統(tǒng)光致發(fā)光和（b）上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程示意圖

煌?梢越?芰孔?品治?韻氯?鄭毫??芰孔?疲ㄍ?1.2b）、協(xié)同敏化（圖1.2c）和交叉弛豫（圖 1.2d）。光子雪崩（如圖 1.2d）是激發(fā)態(tài)吸收和連續(xù)能量轉(zhuǎn)移相結(jié)合的過程，當(dāng)一個離子吸收光子躍遷至激發(fā)態(tài)能級 E2 后，處于 E2 能級的離子與處于基態(tài)的離子發(fā)生交叉弛豫，將能量傳遞給基態(tài)離子，使處于基態(tài)的離子躍遷至中間激發(fā)態(tài) E1，處于中間激發(fā)態(tài)能級 E1 的離子數(shù)將急劇增加，其再吸收一個光子躍遷至高能量激發(fā)態(tài) E2，上述過程不斷循環(huán)，激發(fā)態(tài)能級 E2 處的離子數(shù)量逐漸累積，最后躍遷回基態(tài)并輻射出熒光。1.1.3 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料通常由無機(jī)基質(zhì)和稀土摻雜離子組成

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文化物，溴化物和碘化物通常具有較低的聲子能量（<300 吸濕性，使用受到限制。氧化物通常具有較高的化學(xué)穩(wěn)定量相對較高，一般高于 500 cm-1。NaYF4[30]， NaGdF4[31]aF3[34]，CaF2[35]，KMnF3[36]，YF3[37]，KGdF4[38]等氟化物，00 cm-1），非輻射損耗小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，被認(rèn)為是最理[39]。目前，被廣泛使用的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料是 Na子 Er3+、Tm3+和 Ho3+等有很多階梯狀能級（圖 1.3），在轉(zhuǎn)換發(fā)光，常被用作激活劑。為了減少交叉弛豫引起的能劑的含量低于 2 mol %。與其它鑭系元素相比，Yb3+對近，且 Yb3+在2F7/2→2F5/2能級躍遷所產(chǎn)生的輻射能量與 Er3+ f-f 能級躍遷所需能量相匹配，可通過非輻射弛豫的過程將激活劑離子。因此，Yb3+通常用作敏化劑與 Er3+、Tm3+和強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。通常使用 980 nm 的連續(xù)二極管激發(fā)器作在2F7/2→2F5/2能級躍遷所需要的能量。


本文編號：2926453