稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在顯示防偽、溫度傳感、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,傳統(tǒng)的980 nm激發(fā)光與水分子的吸收峰相重疊,水分子對(duì)激發(fā)光能量的吸收造成的能量損失和產(chǎn)熱影響限制了上轉(zhuǎn)換材料在生物醫(yī)藥等水含量豐富環(huán)境中的應(yīng)用。此外,較低的光轉(zhuǎn)換效率也限制著上轉(zhuǎn)換材料的生產(chǎn)發(fā)展。因而,本文選用了水分子吸收截面小的808 nm激光作為激發(fā)源,在上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的生物醫(yī)藥和光學(xué)溫度傳感應(yīng)用背景下,選取穩(wěn)定性好且聲子能量相對(duì)較低的氧化物材料MIn₂O₄（M=Ca,Sr,Ba）、Lu₂O₃、SrTiO₃為基質(zhì),Nd³⁺、Yb³⁺為敏化劑,Er³⁺為激活劑,以提高樣品的光轉(zhuǎn)換效率為目的,通過(guò)液相合成技術(shù)制備了一系列發(fā)光性能良好的上轉(zhuǎn)換微納米材料。從基質(zhì)材料選擇著手,通過(guò)敏化劑共摻雜、調(diào)節(jié)摻雜稀土離子濃度進(jìn)行了發(fā)光性能優(yōu)化,闡明了摻雜稀土離子間的能量傳遞過(guò)程,研究了基于Er³⁺離子熱耦合能級(jí)熒光強(qiáng)度比... 

【文章來(lái)源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

部分稀土離子的能級(jí)圖

由于 RE3+外部的 5s25p6殼層對(duì) 4f 殼層的屏蔽，降低了外部晶體場(chǎng)環(huán)境對(duì) 4f 層電子的影響，因而 4f 組態(tài)內(nèi)電子躍遷產(chǎn)生的發(fā)光具有窄的發(fā)射帶、高的發(fā)光色純度及長(zhǎng)的熒光壽命。RE3+的發(fā)光主要來(lái)源于 f - f 躍遷[3-4]。1.1.2 稀土離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制上轉(zhuǎn)換(up-conversion)發(fā)光指的是：在低能光子的激發(fā)下經(jīng)由兩個(gè)及兩個(gè)以上光子的吸收過(guò)程產(chǎn)生高能發(fā)射，其也稱(chēng)為反斯托克斯(反 Stokes)發(fā)光[5-6]。稀土離子具有獨(dú)特的階梯狀能級(jí)結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)的激發(fā)態(tài)壽命，使其可以連續(xù)吸收低能激發(fā)光的能量，更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)高能級(jí)的布居并產(chǎn)生上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象。1966 年 Auzel 在紅外光激發(fā)下通過(guò) Yb3+離子摻雜實(shí)現(xiàn)了對(duì) Er3+、Tm3+、Ho3+離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率 2 個(gè)數(shù)量級(jí)的增強(qiáng)，提出了“上轉(zhuǎn)換發(fā)光”概念同時(shí)認(rèn)為其中存在“能量傳遞”和“激發(fā)態(tài)吸收”過(guò)程[7]。之后，隨著紅外激光器的發(fā)展使人們更容易獲得低能的激發(fā)源，也因此實(shí)現(xiàn)上轉(zhuǎn)換發(fā)光所涉及到的能量傳遞過(guò)程得到了更深入的研究，提出了不同的上轉(zhuǎn)換發(fā)光機(jī)制。

西北大學(xué)碩士學(xué)位論文發(fā)源的選擇nm 激發(fā)下 Yb3+離子敏化的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料具有不可更變的段與水分子最大的吸收峰相重合，如圖 1.3 所示。在生物發(fā)光的能量會(huì)被生物組織和細(xì)胞中的水分子所吸收，這不轉(zhuǎn)換材料的光轉(zhuǎn)換效率，產(chǎn)生的熱量可能會(huì)灼傷組織和細(xì)射或更高激光功率密度的單一納米顆粒成像和縱向深層組帶來(lái)的熱損傷影響更為嚴(yán)重。相比之下，水分子對(duì) 808 nm組織中的血紅蛋白(Hb)、氧合血紅蛋白(HbO2)對(duì) 808 nm nm 激光成為面向富水環(huán)境熒光粉應(yīng)用激發(fā)源的最佳選擇[2以 808 nm 近紅外光作為激發(fā)源進(jìn)行展開(kāi)。

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]濃度對(duì)Er3+單摻及Er3+/Yb3+共摻氟氧化物玻璃光譜學(xué)性質(zhì)影響[D]. 仇珊珊.大連海事大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3057037