稀土摻雜發(fā)光材料的光譜特性與溫度緊密相關,基于稀土離子的非接觸式溫度測量技術可以有效避免周圍環(huán)境因素和泵浦光源以及自體熒光干擾等對溫度檢測的不利影響,因此可在發(fā)電站、煤礦、生物體內(nèi)等特殊場所進行溫度測量。但是低的稀土離子光致熒光效率一直限制其實際應用。此外,基于稀土離子熱耦合能級的熒光強度比測溫方法由于熱耦合能級差被限制在200-2000 cm^-1,導致測溫靈敏度難以進一步提升。本文針對以上兩個問題展開相關研究工作。分別采用溶劑熱法和高溫固相法制備稀土離子摻雜氟化物納米粒子和NaY（WO₄）₂:Yb³⁺-Er³⁺熒光粉體材料,在近紅外光激勵下對以上發(fā)光材料的光致熒光特性進行系統(tǒng)性研究,并對其溫度傳感特性展開探索。具體研究工作如下:為了增強Tm³⁺離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性,構筑了核/殼/殼結構的復合殼層納米粒子。在980 nm激光激發(fā)下,發(fā)現(xiàn)Tm³⁺離子的短波長上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射明顯增強。同時分析了相應的熒光增強機制,并討論峰值位于450 nm... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

激發(fā)態(tài)吸收示意圖

收過程產(chǎn)生的上轉(zhuǎn)換效率普遍較低，這是因為不可能每兩個能級間隔能級與激發(fā)光子的能量相匹配，能量失配的話多光子吸收過程很難實現(xiàn)。量傳遞上轉(zhuǎn)換(ET)是發(fā)生在一個離子向一個離子的能量輸運過程，最先被uzel 發(fā)現(xiàn)提及[8]。如圖 1-3 所示，如果處于激發(fā)態(tài)的離子(敏化離子 Ion1)與的離子(激活離子 Ion2)的能量能相互匹配的話，敏化離子 Ion1 直接接觸激n2 將能量傳遞過來使其躍遷至激發(fā)態(tài)能級 E2，敏化離子 Ion1 則無輻射弛能級，這是第一次能量傳遞上轉(zhuǎn)換過程(ET1)。第二次能量傳遞上轉(zhuǎn)換過處于 E2能級上的激發(fā)態(tài)離子將繼續(xù)吸收來自敏化離子傳遞的能量向上躍級。當然，處于 E3能級上的激發(fā)態(tài)離子還可能再接收敏化離子傳遞來的能遷至更高能級。從時間分辨光譜上區(qū)分開激發(fā)態(tài)吸收過程和能量傳遞上轉(zhuǎn)換過程。脈沖光量傳遞過程產(chǎn)生的熒光衰減曲線按單 e 指數(shù)衰減；而方波激光激發(fā)下則是指數(shù)的衰減形式；而激發(fā)態(tài)吸收過程發(fā)出的光的衰減始終都是單 e 指數(shù)衰

燕山大學工學碩士學位論文浦作用躍遷至激發(fā)態(tài)，而后由于能量匹配原理，第三種基態(tài)離子同時接子傳遞過來的能量，經(jīng)過中間亞穩(wěn)態(tài)能級直接躍遷至更高的激發(fā)態(tài)能級種離子無輻射躍遷回基態(tài)能級，第三種激發(fā)態(tài)離子也會通過自發(fā)輻射出光子而躍遷回基態(tài)能級。合作上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制是1970年Nakazawa和Shi對 YbPO4結晶粉末研究 Yb3 +離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象時發(fā)現(xiàn)并提出，兩個發(fā)態(tài)的 Yb3+離子通過互相耦作用去激發(fā)態(tài)弛豫回基態(tài)，此過程伴隨著上熒光的發(fā)射[9]。目前該機制常見于近紅外光激發(fā)下的 Yb3+-Tb3+、Yb3+-ETm3+共摻雜體系的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機理中。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2903737