發(fā)布時間：2021-01-07 08:43

　　近年來,三價稀土離子(Re³⁺)摻雜的氟化物因優(yōu)異的光學(xué)性能及良好的化學(xué)穩(wěn)定性已成為發(fā)光材料研究的熱點。其中,Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺摻雜的氟化物更是倍受人們青睞的發(fā)光材料,這是因為它們具有豐富的能級結(jié)構(gòu),在商用980nm及808 nm近紅外激光泵浦下,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)紫外及可見上轉(zhuǎn)換熒光,而且能夠發(fā)射近紅外及中紅外熒光。其中,上轉(zhuǎn)換熒光在生物成像、光動力治療、防偽技術(shù)以及太陽能電池等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力,而紅外輻射則在光通訊、遙感技術(shù)、激光雷達(dá)以及光波導(dǎo)放大器等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。針對目前稀土離子摻雜的氟化物發(fā)光材料普遍存在的發(fā)光效率低、波段少以及顏色不夠豐富等問題。本文以稀土離子(Er³⁺、Ho³⁺、Tm³⁺)摻雜K₂YF₅（K₂YbF₅）、KZnF₃為研究對象,通過共摻其它離子作為能量傳遞的媒介,有效調(diào)控了稀土離... 

【文章來源】：淮北師范大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

上轉(zhuǎn)換發(fā)光在不同領(lǐng)域的應(yīng)用

淮北師范大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文稀土離子摻雜的氟化物發(fā)光性質(zhì)的調(diào)控3圖1-1上轉(zhuǎn)換發(fā)光在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。（a）指紋鑒定；（b）固態(tài)激光器；（c）太陽能電池；（d）生物成像；（e）三維顯示；（f）防偽1.2.1上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制由于稀土離子豐富的能級結(jié)構(gòu)使其具備多種上轉(zhuǎn)換能量遷移途徑。通常，上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制可分為五類：（a）激發(fā)態(tài)吸收（ESA），（b）能量轉(zhuǎn)移上轉(zhuǎn)換（ETU），（c）光子雪崩（PA），（d）協(xié)同能量轉(zhuǎn)移（CET）和（e）能量遷移介導(dǎo)的上轉(zhuǎn)換（EMU）[30]。值得注意的是，上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)理十分的復(fù)雜，通過不同的能量傳遞路徑，上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率會有所不同。并且對于所有的稀土離子都沒有通用的發(fā)光機(jī)理。圖1-2五種上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制[31]（1）激發(fā)態(tài)吸收（ESA）

淮北師范大學(xué)2020屆碩士學(xué)位論文稀土離子摻雜的氟化物發(fā)光性質(zhì)的調(diào)控6離子的發(fā)光效率。一個有效的上轉(zhuǎn)換發(fā)光是由基質(zhì)材料、激活離子以及敏化離子協(xié)作完成的。以下簡要介紹上轉(zhuǎn)換發(fā)光體系對激活離子、敏化離子及基質(zhì)材料的基本選擇原則。（1）摻雜離子的選擇圖1-3幾種常見的激活劑和敏化劑能級圖上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的激活離子通常是稀土離子或過渡金屬離子，但過渡金屬離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率較低，報道相對較少。最常用的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光離子主要有Er3+、Tm3+、Ho3+、Pr3+等。在目前最常用的980nm的激光激發(fā)下，這些稀土離子在可見光波段具有較高的上轉(zhuǎn)換效率。但是，由于這些離子本身對980nm的激發(fā)光吸收截面較小，所以直接通過基態(tài)-激發(fā)態(tài)吸收的方式產(chǎn)生的上轉(zhuǎn)換發(fā)光通常很弱。為了提高泵浦效率，通常在發(fā)光體系中摻雜敏化離子，其中Yb3+是最常用的敏化離子。Yb3+具有極其簡單的能級結(jié)構(gòu)，只有一個2F5/2的激發(fā)態(tài)能級，其激發(fā)態(tài)2F5/2與基態(tài)2F7/2能級的間隔與980nm激發(fā)光子的能量接近，且對980nm激發(fā)光的吸收截面遠(yuǎn)大于其它稀土離子。此外，Yb3+的2F5/2能級與以上的稀土離子能級（如Er3+的4I11/2、Ho3+的5I6以及Tm3+的3H5等能級，圖1-3為幾種離子能級的示意圖。）具有良好的匹配，且具有較高的能量傳遞效率。所以，Yb3+的摻入能有效提高泵浦效率，從而提高激活離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率。此外，Yb3+也可以敏化一些過渡金屬離子產(chǎn)生上轉(zhuǎn)換發(fā)光，如：Ni2+，Mn2+,Cr3+，Re4+等[35-38]。相比與稀土離子，過渡金屬離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光具有寬帶發(fā)射，波長可調(diào)等優(yōu)點，但

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Influence of OH groups on 1.5-um emission of Yb3+/Er3+ co-doped tungsten-tellurite glasses[J]. 李家成,胡和方,干福熹.  Chinese Optics Letters. 2003(12)

博士論文
[1]Yb3+/Mn2+共摻雜鈣鈦礦氟化物ABF3可調(diào)寬帶上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究[D]. 宋恩海.華南理工大學(xué) 2015



本文編號：2962253