稀土摻雜的上轉(zhuǎn)換納米材料具有吸收長波長光子發(fā)出短波長光子的性質(zhì),在生物、顯示、防偽等諸多領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。同時,豐富的發(fā)光顏色和高效的發(fā)光性能使其成為上轉(zhuǎn)換研究領(lǐng)域的熱點。一直以來,諸多學(xué)者在提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度方面做出大量的研究。在發(fā)光顏色調(diào)節(jié)方面,為了避免多次重復(fù)的合成,單一材料的動態(tài)多色調(diào)節(jié)是發(fā)光材料的理想狀態(tài)。本文合成了三種尺寸均一的核殼結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)換納米顆粒。Ca2+的摻雜提高了上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度,Ce3+作為交叉弛豫的中心,Gd3+作為能量介導(dǎo)實現(xiàn)Eu3+的高效上轉(zhuǎn)換發(fā)光,同時實現(xiàn)了材料在脈沖寬度和激光功率可調(diào)激發(fā)下的動態(tài)多色調(diào)節(jié)。這三種核殼結(jié)構(gòu)有望應(yīng)用在防偽、顯示領(lǐng)域,具體的研究內(nèi)容如下:1.合成了 NaYF4:Er/Ho/Ca@NaYF4雙層核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒,并對其形貌和發(fā)光性能進行表征,并進一步研究了稀土離子摻雜的影響和作用機制。在雙層核殼結(jié)構(gòu)中,Ca2+的摻雜增加了納米顆粒的尺寸,使得顆粒形貌更加均一。在發(fā)光增強方面,Ca2+的摻雜通過改變鑭系離子周圍晶體場的方式提高了 Er/Ho組合在980 nm激發(fā)下的發(fā)光強度。同時,惰性NaYF4保護層的包覆進一步提高了發(fā)光強度。在發(fā)光... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料
        1.1.1 上轉(zhuǎn)換材料的種類
        1.1.2 發(fā)光機理
    1.2 上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強
        1.2.1 基質(zhì)材料的選擇
        1.2.2 表面等離子體共振
        1.2.3 離子間的能量傳遞
        1.2.4 消除表面缺陷
        1.2.5 設(shè)計有效的核殼結(jié)構(gòu)
    1.3 UCNP發(fā)射光譜調(diào)控
        1.3.1 穩(wěn)態(tài)上轉(zhuǎn)換顏色調(diào)節(jié)
        1.3.2 非穩(wěn)態(tài)上轉(zhuǎn)換顏色調(diào)節(jié)
    1.4 選題意義及研究內(nèi)容
    1.5 參考文獻
第二章 Ca~(2+)摻雜對NaYF_4:10Er/0.5Ho的上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強以及可調(diào)脈寬激發(fā)顏色調(diào)節(jié)
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑和儀器
        2.2.2 NaYF_4:Er/Ho/Ca納米顆粒的制備
        2.2.3 NaYF_4:10Er/0.5Ho/30Ca@NaYF_4核殼納米顆粒的制備
        2.2.4 材料表征與性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 結(jié)構(gòu)和形貌表征
        2.3.2 Ho~(3+)摻雜對上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響
        2.3.3 Ca~(2+)摻雜對上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響
        2.3.4 脈沖寬度對發(fā)光的影響
    2.4 本章小結(jié)
    2.5 參考文獻
第三章 脈寬可調(diào)808 nm激發(fā)對NaYF_4:Yb/Tm@NaYF_4:Yb/Ho/Ce@NaYF_4:Yb/Nd核殼結(jié)構(gòu)發(fā)光性質(zhì)的影響
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑和儀器
        3.2.2 NaYF_4:Yb/Tm納米顆粒的制備
        3.2.3 NaYF_4:Yb/Tm@NaYF_4:Yb/Ho/Ce納米顆粒的制備
        3.2.4 NaYF_4:Yb/Tm@NaYF_4:Yb/Ho/Ce@NaYF_4:Yb/Nd納米顆粒的制備
        3.2.5 材料表征與性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 結(jié)構(gòu)和形貌表征
        3.3.2 NaYF_4:Yb/Tm@NaYF_4:Yb/Ho@NaYF_4:Yb/Nd的上轉(zhuǎn)換發(fā)光
        3.3.3 Nd~(3+)敏化層的敏化作用以及鈍化作用
        3.3.4 Ce~(3+)對上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響
        3.3.5 脈沖激光實現(xiàn)單一材料的發(fā)光調(diào)節(jié)
    3.4 本章小結(jié)
    3.5 參考文獻
第四章 Gd~(3+)對Eu~(3+)的上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強及激光功率對發(fā)光顏色的影響
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑和儀器
        4.2.2 NaGdF_4:Eu納米顆粒的制備
        4.2.3 NaGdF_4:Eu@NaGdF_4:Yb/Tm納米顆粒的制備
        4.2.4 NaGdF_4:Eu@NaGdF_4:Yb/Tm@NaGdF_4:Yb/Nd/Er納米顆粒的制備
        4.2.5 材料表征與性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 結(jié)構(gòu)和形貌表征
        4.3.2 核殼結(jié)構(gòu)的的上轉(zhuǎn)換發(fā)光
        4.3.3 Gd~(3+)的能量傳導(dǎo)作用
        4.3.4 摻雜濃度發(fā)光顏色調(diào)節(jié)
        4.3.5 激光功率密度對發(fā)光顏色的調(diào)節(jié)
    4.4 本章小結(jié)
    4.5 參考文獻
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及申請專利
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Microstructure investigation and multicolor upconversion in Yb3+/Ln3+（Ln=Er/Tm/Ho） ions doped α-Sialon[J]. Sang Hoon Jeong,Yuwaraj K.Kshetri,Seung Ho Kim,Sung Hun Cho,Soo W.Lee.  Progress in Natural Science:Materials International. 2019(05)
[2]Revisit of energy transfer upconversion luminescence dynamics—the role of energy migration[J]. TU Lang Ping,ZUO Jing,ZHANG Hong.  Science China（Technological Sciences）. 2018(09)
[3]Y2O2S:Yb,Ho上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及性能[J]. 韓朋德,朱怡青,張樂,陳雁,王麗熙,張其土.  硅酸鹽學(xué)報. 2012(07)



本文編號：3497665