發(fā)布時(shí)間：2017-05-18 14:19

  本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜硅酸鹽玻璃發(fā)光性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：利用稀土摻雜制備發(fā)光材料是稀土研究中的重要內(nèi)容,稀土離子具有多能級(jí)特性,在激發(fā)光源的激發(fā)下可以產(chǎn)生下轉(zhuǎn)換和上轉(zhuǎn)換發(fā)光。在制備稀土發(fā)光材料過程中需要為稀土離子尋找合適的基質(zhì)材料,以往的研究多數(shù)集中在低聲子能量的基質(zhì)中,如氟氧玻璃、玻璃陶瓷、微晶材料等,而在高聲子能量的硅酸鹽玻璃中研究較少。為制備無(wú)色透明的發(fā)光玻璃樣品,本文采用傳統(tǒng)高溫固相法制備了摻雜不同類型稀土離子的超白硅酸鹽玻璃,其中將Ce3+、Tb3+、Sm3+、Dy3+摻雜到玻璃中制備出具有下轉(zhuǎn)換光致發(fā)光功能的玻璃樣品,上轉(zhuǎn)換玻璃樣品摻雜了Yb3+、Tm3+、Er3+、Ho3+、Pr3+五種稀土離子。采用熒光光譜儀對(duì)玻璃樣品的發(fā)光性能進(jìn)行了表征。下轉(zhuǎn)換單摻雜樣品的熒光光譜表明稀土離子Ce3+、Tb3+、Sm3+、Dy3+均能夠利用紫外光通過下轉(zhuǎn)換作用發(fā)射出可見光,具備良好的發(fā)光性能；Ce3+和Tb3+、Sm3+和Dy3+雙摻雜的玻璃樣品的熒光光譜測(cè)試表明雙摻雜的玻璃樣品分別在激發(fā)光作用下發(fā)射出可見光,并且通過分析發(fā)現(xiàn)樣品中存在Ce3+→Tb3+的無(wú)輻射能量轉(zhuǎn)移和輻射再吸收能量傳遞以及Dy3+→Sm3+的能量轉(zhuǎn)移過程,稀土雙摻雜玻璃也具有較好的下轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。將樣品用作太陽(yáng)能電池片玻璃蓋板,通過測(cè)試其對(duì)電池片光電轉(zhuǎn)換效率的影響,證明了所制備的下轉(zhuǎn)換樣品具備良好的發(fā)光性能。在980nmLD泵浦下測(cè)試了上轉(zhuǎn)換玻璃樣品上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能,單摻雜的上轉(zhuǎn)換玻璃樣品除Yb3+摻雜外,其他樣品在980nmLD泵浦下均不具備上轉(zhuǎn)換熒光性能；Yb3+、Tm3+雙摻雜玻璃樣品能夠在980nmLD泵浦下發(fā)射出477nm的強(qiáng)峰、654nm和975nm的弱峰,并通過提高玻璃樣品中Yb3+的含量能夠增加這三個(gè)發(fā)射峰的強(qiáng)度；實(shí)驗(yàn)中還研究了Yb3+、Tm3+上轉(zhuǎn)換過程中熒光強(qiáng)度和泵浦功率之間的關(guān)系。通過在硅酸鹽玻璃中引入F-、Li+和A13+,得出F-和Li+的添加,尤其是F-,能夠顯著提高上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度,而Al3+的添加對(duì)Yb3+、Tm3+上轉(zhuǎn)換的促進(jìn)效果不明顯的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：硅酸鹽玻璃 稀土離子 發(fā)光 下轉(zhuǎn)換 上轉(zhuǎn)換
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ171.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-29
• 1 緒論9-29
• 1.1 稀土發(fā)光材料簡(jiǎn)介9
• 1.2 稀土元素簡(jiǎn)介9-10
• 1.3 稀土發(fā)光的原理10-12
• 1.3.1 稀土元素的電子構(gòu)型10-11
• 1.3.2 稀土元素能級(jí)11-12
• 1.4 稀土元素及其應(yīng)用12-20
• 1.4.1 稀土離子的下轉(zhuǎn)換13-15
• 1.4.2 下轉(zhuǎn)換的應(yīng)用15-18
• 1.4.3 下轉(zhuǎn)換的研究進(jìn)展18-20
• 1.5 稀土離子的上轉(zhuǎn)換20-27
• 1.5.1 上轉(zhuǎn)換的過程21-24
• 1.5.2 上轉(zhuǎn)換的應(yīng)用24-25
• 1.5.3 稀土上轉(zhuǎn)換的研究進(jìn)展25-27
• 1.6 課題研究?jī)?nèi)容和目的27-29
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容27-28
• 1.6.2 研究目的和意義28-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與測(cè)試29-35
• 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)29-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原料29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟30-32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)表征手段與方法32-35
• 2.3.1 玻璃本體性質(zhì)表征32-33
• 2.3.2 分光光度計(jì)33
• 2.3.3 熒光光譜儀33
• 2.3.4 樣品其他性質(zhì)表征33-35
• 第三章 稀土摻雜硅酸鹽玻璃下轉(zhuǎn)換發(fā)光35-54
• 3 稀土摻雜硅酸鹽玻璃下轉(zhuǎn)換發(fā)光性能35-54
• 3.1 稀土離子單摻雜35-41
• 3.1.1 稀土單摻雜玻璃的制備35
• 3.1.2 稀土單摻雜玻璃的透過光譜35-38
• 3.1.3 稀土單摻雜玻璃的熒光光譜38-41
• 3.2 稀土離子雙摻雜41-47
• 3.2.1 稀土離子之間的能量傳遞方式41-42
• 3.2.2 稀土雙摻雜玻璃的制備42-43
• 3.2.3 稀土雙摻雜玻璃的透過光譜43-44
• 3.2.4 稀土雙摻雜玻璃的熒光光譜44-47
• 3.3 稀土摻雜對(duì)玻璃本體性能的影響47-50
• 3.3.1 稀土摻雜對(duì)玻璃膨脹系數(shù)的影響47-48
• 3.3.2 稀土摻雜對(duì)玻璃粘度的影響48-50
• 3.4 稀土粒子摻雜玻璃的發(fā)光性能50-52
• 3.5 本章小結(jié)52-54
• 第四章 稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光54-74
• 4 稀土摻雜硅酸鹽玻璃上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能54-74
• 4.1 稀土離子單摻雜上轉(zhuǎn)換54-60
• 4.1.1 稀土單摻雜玻璃的制備54-55
• 4.1.2 稀土單摻雜玻璃的透過光譜55-58
• 4.1.3 稀土單摻雜玻璃的上轉(zhuǎn)換熒光光譜58-60
• 4.2 稀土離子雙摻雜上轉(zhuǎn)換60-65
• 4.2.1 稀土雙摻雜玻璃的制備60
• 4.2.2 稀土雙摻雜玻璃的吸收光譜60-63
• 4.2.3 稀土雙摻雜玻璃的熒光光譜63-65
• 4.3 稀土上轉(zhuǎn)換的發(fā)光機(jī)制65-68
• 4.3.1 硅酸鹽玻璃中上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度和泵浦功率65-67
• 4.3.2 硅酸鹽玻璃中Yb~(3+)和Tm~(3+)上轉(zhuǎn)化發(fā)光機(jī)制67-68
• 4.4 F~-、Li~+和Al~(3+)對(duì)玻璃中上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度的影響68-73
• 4.4.1 含有F~-、Li~+和Al~(3+)的上轉(zhuǎn)換玻璃樣品的制備68-69
• 4.4.2 玻璃樣品UB-S5的透過光譜69-71
• 4.4.3 玻璃樣品UB-S5的熒光光譜71-73
• 4.5 本章小結(jié)73-74
• 第五章 結(jié)論與展望74-76
• 5 結(jié)論與展望74-76
• 5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論74-75
• 5.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-87
• 本人在攻讀碩士期間發(fā)表論文及專利87-88
• 致謝88

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