【摘要】：VO_2是一種在諸多領(lǐng)域都具有廣闊應(yīng)用前景的熱致相變材料,將其作為基質(zhì)材料摻雜稀土元素,將上轉(zhuǎn)換發(fā)光與VO_2獨(dú)特的相變特性相結(jié)合,有很好的研究潛力。本論文采用水熱合成法以及高溫退火處理工藝,制備了熱致相變Yb~(3+)/Ho~(3+)/VO_2上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。探索了制備工藝,研究了影響上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的條件,以及鈥、鐿摻雜對(duì)二氧化釩相變溫度的影響。通過(guò)對(duì)制備樣品進(jìn)行XRD測(cè)試,SEM微觀形貌探究,確定VO_2(B)最優(yōu)制備工藝參數(shù)選擇為水熱溫度180°C、水熱時(shí)間24 h、五氧化二釩與草酸最佳摩爾比為1:2。VO_2(M)最優(yōu)制備工藝參數(shù)選擇為退火溫度600°C,退火時(shí)間4 h,退火升溫速率為1°C/min。采用最佳合成工藝,制備不同稀土摻雜濃度Ho~(3+)/VO_2(M)以及Yb~(3+)/Ho~(3+)/VO_2(M),利用DSC測(cè)試其相變溫度,確定最佳Ho元素單摻濃度為2 mol%,此時(shí)降低二氧化釩相變溫度3°C。確定最佳Ho、Yb元素二元摻雜濃度為Ho:2 mol%,Yb:5 mol%,此時(shí)降低二氧化釩相變溫度11°C。雙摻對(duì)二氧化釩相變溫度的降低效果優(yōu)于單摻。在980 nm光源激發(fā)下,探索了Ho~(3+)/Yb~(3+)/VO_2(M)樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。確定最佳上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度時(shí)Ho、Yb元素?fù)诫s濃度為Ho:2 mol%,Yb:5 mol%。通過(guò)光譜測(cè)試表明550 nm(5F4/5S2→5I8)處為上轉(zhuǎn)換綠光的發(fā)射峰,在660 nm(5F5→5I8)處為上轉(zhuǎn)換紅光發(fā)射峰。綠光的強(qiáng)度大于上紅光。改變上轉(zhuǎn)換發(fā)光測(cè)試溫度,隨溫度升高,上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度呈現(xiàn)先減弱后增強(qiáng)的趨勢(shì),當(dāng)測(cè)試溫度超過(guò)相變溫度時(shí),上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到峰值。改變測(cè)試功率對(duì)Ho~(3+)/Yb~(3+)/VO_2(M)樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制進(jìn)行探索,繪制出了Ho~(3+)/Yb~(3+)/VO_2(M)的功率曲線,得出紅綠光的發(fā)光過(guò)程均為兩光子過(guò)程。最后結(jié)合Ho~(3+)、Yb~(3+)離子的能級(jí)圖,通過(guò)能級(jí)躍遷方程表述了紅綠光內(nèi)在發(fā)光機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ135.11
【圖文】：

通過(guò)熔融法制備鈥鐿雙摻氟氧化物，在 980和綠光。機(jī)制不相同的能級(jí)結(jié)構(gòu)，這使得不同稀土離子有換發(fā)光過(guò)程中最常見(jiàn)的三種機(jī)制分別是：激on）、光子雪崩（Photon avalanche）、能量傳遞（。以下作簡(jiǎn)要描述。中最常見(jiàn)的兩個(gè)機(jī)制就是基態(tài)吸收和激發(fā)態(tài)激發(fā)下，處于基態(tài)能級(jí) E1 的稀土粒子，吸過(guò)程。隨后，分布在 E2能級(jí)上的稀土離子再A 過(guò)程。最后，位于 E3能級(jí)的激發(fā)態(tài)稀土離級(jí)，該過(guò)程實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光。Er3+、Ho3+、合適的激發(fā)光源就能夠獲得較高的 ESA 效率

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文的能量，在上轉(zhuǎn)換發(fā)光過(guò)程中一般為的 E2能級(jí)，經(jīng)由 ET1 過(guò)程把能量傳輸子會(huì)躍遷至高能級(jí)的激發(fā)態(tài)；隨后，給 B 離子，接收了第二次能量的 BE3能級(jí)退激發(fā)躍遷回 E1能級(jí)，該過(guò)程離子的 A 會(huì)退激發(fā)到基態(tài)。SET 過(guò)也即摻雜離子的濃度會(huì)成為影響發(fā)

E3能級(jí)退激發(fā)躍遷回 E1能級(jí)，該過(guò)程會(huì)化離子的 A 會(huì)退激發(fā)到基態(tài)。SET 過(guò)程，也即摻雜離子的濃度會(huì)成為影響發(fā)光圖 1-2 連續(xù)能量傳遞能級(jí)示意圖轉(zhuǎn)換（CSU，Cooperative Sensitized Upconv

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2795757