稀土離子論文:稀土離子摻雜氟氧化物玻璃陶瓷上轉(zhuǎn)換光致發(fā)光的研究

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1、稀土離子論文:稀土離子摻雜氟氧化物玻璃陶瓷上轉(zhuǎn)換光致發(fā)光的研究【中文摘要】三價稀土離子具有豐富的能級,其摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在綠色照明、生物熒光標識、短波長激光器、信息顯示以及光電子學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。摻雜稀土離子的玻璃陶瓷是目前激光材料領(lǐng)域的研究熱點之一。本論文主要研究了Er3+/Yb3+,Tm3+/Yb3+和Tm3+/Er3+/Yb3+摻雜NaYF4玻璃陶瓷的光譜性質(zhì)與上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制。用熔融法制備了稀土離子Er3+/Yb3+共摻,Tm3+/Yb3+共摻和Tm3+/Er3+/Yb3+共摻NaYF4玻璃陶瓷。XRD表征玻璃中包含Na

2、YF4納米晶。在紅外激光976nm激發(fā)下,觀測了Er3+/Yb3+共摻,Tm3+/Yb3+共摻和Tm3+/Er3+/Yb3+共摻NaYF4玻璃陶瓷的上轉(zhuǎn)換熒光光譜。其中,在Er3+/Yb3+共摻的樣品中觀察到峰值為668nm紅光(4I9/2→4I15/2),峰值為520nm(2H11/2→4I15/2)和550nm(4S3/2→4I15/2)綠光;在Tm3+/Yb3+共摻的樣品中觀察到475nm藍光(1G4→3H6),651nm紅光(1G4→3H4)和790nm近紅外光(3H6→3H4);在Tm3+/Er3+/Yb3+共摻的樣品中同時觀察

3、到明亮的藍光(475nm),綠光(530nm和550nm)和紅光(651nm和668nm)。紅、綠和藍光光強積分隨著摻雜濃度的改變而變化。通過對光譜和功率曲線的分析,根據(jù)能級匹配條件及Er3+,Tm3+和Yb3+能級圖解釋了發(fā)光機制,475nm和651nm熒光發(fā)射主要是三光子過程,520nm,550nm,668nm和790nm熒光發(fā)射主要是雙光子過程。根據(jù)吸收光譜,利用Judd-Oflet理論計算了Er3+和Tm3+的J-O強度參數(shù)Ωλ,Ωλ可以定量地表示發(fā)光強度的大小。計算得到的樣品中Er3+和Tm3+發(fā)光強度數(shù)值的變化規(guī)律與實驗結(jié)果相

4、吻合。【英文摘要】Thetrivalentionsofrareearthhaveabundantenergyevels.Rare-earthiondopedupconversionluminescentmaterialsexhibitawiderangeofpotentialapplicationsinenvironmental-friendlylighting,fluorescentlabelsforbiomolecules,shortwavelaser,informationdisplayandphotoelectron,etc.No

5、wadaystherare-earthdopedglassceramicsbecomeahotspot.Inthispaper,westudythespectrumpropertiesandtheupconversionluminescentmechanismofNaYF4glasseceramicsdopingEr3+/Yb3+,Tm3+/Yb3+andTm3+/Er3+/Yb3+.AseriesofsamplesofEr3+/Yb3+co-doped,Tm3+/Yb3+co-dopedandTm3+/Er3+/Yb3+co-doped

6、NaYF4galssceramicswithdifferentconcentrationwerepreparedbyhigh-temperaturemelting,respectively.TheformationofNaYF4nanocrystalswasconfirmedbyX-raydiffractionintheglassceramics.UpconversionfluorescenceemissionspectraofthesamplesofEr3+/Yb3+co-doped,Tm3+/Yb3+co-dopedandTm3+/E

7、r3+/Yb3+co-dopedNaYF4galssceramicsunder976nmexcitationweremeasured.668nmred(4I9/2→4I15/2),520nmgreen(2H11/2→4I15/2)and550nmgreen(4S3/2→4I15/2)emissionswereobservedinthesamplesofEr3+/Yb3+co-doped.475nmblue(1G4→3H6),651nmred(1G4→3H4)and790nmnearinfrared(3H6→3H4)emissionswer

8、eobservedinthesamplesofTm3+/Yb3+co-doped.Intenseblue(476nm),green(520and550nm)andred(651and668nm

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