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稀土掺杂氟化物上转换发光材料的制备及光谱特性研究

作　者: 余朝义
导　师: 张希艳
学　校: 长春理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 固相反应法低温燃烧法氟化物上转换发光材料光谱特性
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 3次
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内容摘要

上转换发光材料能够将人眼看不见的红外光转变为可见光，这一特性使得它们在上转换激光器、三维立体显示、防伪识别、红外探测、生物检测等诸多领域都具有广阔的应用前景。本文采用固相反应法和低温燃烧法合成了对980nm和1550nm响应的NaYF₄：Er3³⁺，Yb³⁺和M_xNa_yY_zF_2x+y+3z+3m：Er_m（M=Pb，Ba，简写为MNYFE）上转换发光粉体。采用XRD、SEM、TEM及荧光光谱分析等手段表征样品。结果表明，采用固相反应法制备六方相NaYF₄：Er³⁺，Yb³⁺(β-NaYF₄：Er³⁺，Yb³⁺)粉体，最佳工艺参数是采用双坩埚、添加NH₄HF₂作为保护气氛，在630℃下，烧结5h。采用低温燃烧合成法合成了NaYF₄：Er³⁺，Yb³⁺、Pb_xNa_yY_zF_2x+y+3z+3m：Er³⁺_m和Ba_xNa_yY_zF_2x+y+3z+3m：Er³⁺_m粉体，粉体粒径为30nm左右，最佳工艺参数是尿素用量为1.5～2倍理论用量，点火温度为600℃。光谱分析表明，NaYF₄：Er³⁺，Yb³⁺在980nm激发下有5个发光峰，分别位于380、409、526、540和652nm，分别对应于Er³⁺的⁴G_11／2→⁴I_15／2、²H_9／2→⁴I_15／2、²H_11／2→⁴I_15／2、⁴S_3／2→⁴I_15／2和⁴F_9／2→⁴I_15／2跃迁；M_xNa_yY_zF_2x+y+3z+3m：Er³⁺_m（M=Pb，Ba，简写为MNYFE）在1550激发下有四个明显的发光峰，分别位于408.5nm、522.5nm、543.4nm和657.4nm，分别对应于Er³⁺的²H_9／2→⁴I_15／2、²H_11／2→⁴I_15／2、⁴S_3／2→⁴I_15／2和⁴F_9／2→⁴I_15／2跃迁。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-6
第一章绪论  6-18
  1.1 上转换发光研究的进展  6-7
  1.2 上转换发光材料的分类  7-10
  1.3 上转换发光材料的制备方法  10-14
  1.4 上转换发光材料的应用  14-16
  1.5 本论文的研究工作  16-18
第二章稀土离子的上转换发光机理  18-29
  2.1 稀土元素  18-20
  2.2 稀土离子的能级  20-23
  2.3 三价稀土离子的辐射跃迁  23-24
  2.4 上转换发光材料的发光机理  24-29
第三章 NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)的制备及性能表征  29-51
  3.1 固相反应法制备NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)  29-32
  3.2 燃烧法制备NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)  32-34
  3.3 性能测试  34
  3.4 结果与讨论  34-49
  3.5 固相法与燃烧法的比较  49-51
第四章 LCS法制备M_xNa_yY_zF_(2+x+y+3z+3m):Er_m~(3+)(M为Ba,Pb)及性能表征  51-63
  4.1 PNYFE样品的制备  51-53
  4.2 BNYFE样品的制备  53-54
  4.3 性能测试  54
  4.4 结果与讨论  54-63
结论  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-69

稀土掺杂氟化物上转换发光材料的制备及光谱特性研究

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