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稀土掺杂SrMoO_4纳米晶的光致荧光特性及应用研究

作　者: 刘港
导　师: 王玉晓
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 光学
关键词: 稀土离子 钼酸锶 荧光强度比 上转换白光
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


稀土掺杂上转换发光纳米材料在光学温度传感器、上转换荧光粉、生物荧光标记以及三维立体显示等方面有着广泛的应用。随着近年来对稀土离子掺杂上转换发光材料研究的越来越深入,人们一直希望能找到一种发光效率高、化学稳定性好的基质。钼酸锶（SrMoO4）是一种化学稳定性很好的材料,在近年来对其的研究比较少。本文研究了Er3+/Yb3+共掺SrMoO4纳米晶的制备和上转换发光性质,并研究了它的温度特性,最后研究了稀土离子掺杂SrMoO4纳米晶的上转换白光发光特性。本文采用溶胶-凝胶法制备了Er3+/Yb3+共掺SrMoO4纳米晶,同时通过XRD对其微观结构及性质进行分析,在980 nm泵浦光源激发下测量了上转换发光光谱,得到了强的绿光和微弱的红光,优化了掺杂稀土离子浓度,制备出了发光强度最佳的纳米粉末,分析了Er3+/Yb3+共掺SrMoO4纳米晶的上转换发光机制。通过对不同浓度的Yb3+分别掺杂SrMoO4: Er3+纳米晶与Y2O3: Er3+纳米晶进行研究,证明Er3+/Yb3+共掺SrMoO4纳米晶是一种优良的绿光发光材料,在温度测量方面有很大的潜力。应用荧光强度比（FIR）技术,得到了样品SrMoO4: 1mol% Er3+/2mol%Yb3+的灵敏度。通过对实验数据的拟合和分析,得到了当采用529 nm和545 nm这两个峰位的荧光强度比时,灵敏度最大。分别制备了Tm3+/Yb3+和Ho3+/Yb3+共掺SrMoO4纳米晶,测量了它们的上转换发光光谱,分析其发光机制。为了获得白光发射,分别优化和确定了Tm3+和Ho3+的浓度,制备了Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺SrMoO4纳米晶,对其发光光谱及发光机制进行了研究,调节功率使得色坐标接近于标准白光色坐标。由于绿光偏弱,因此又制备了Er3+/Tm3+/Ho3+/Yb3+四掺SrMoO4纳米晶,对其发光光谱及发光机制进行了研究,通过调节功率得到了最佳色坐标非常接近于标准的白光色坐标。最后研究了功率的变化分别对Tm3+/Ho3+/Yb3+三掺SrMoO4纳米晶和Er3+/Tm3+/Ho3+/Yb3+四掺SrMoO4纳米晶样品色坐标的影响。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 钼酸盐基质发光材料的研究进展  10-11
  1.3 掺杂稀土上转换白光发光材料的研究进展  11-13
  1.4 本论文的研究目的及意义  13
  1.5 本论文的主要内容  13-15
第2章 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4纳米晶的上转换发光  15-23
  2.1 引言  15
  2.2 实验部分  15-16
  2.3 SrMoO_4 的结构特性  16-17
  2.4 实验光路图  17-18
  2.5 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4 纳米晶的上转换发光特性  18-21
    2.5.1 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4 纳米晶的结构表征  18-19
    2.5.2 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4 纳米晶的上转换发光光谱  19
    2.5.3 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4 纳米晶的上转换发光机理  19-21
  2.6 Yb~(3+) 掺杂对SrMoO_4 : Er~(3+)上转换发光的影响  21-22
  2.7 本章小结  22-23
第3章 基于荧光强度比的Er~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4纳米晶温度特性  23-33
  3.1 引言  23
  3.2 SrMoO_4 基质与Y _2O_3 基质的比较  23-27
    3.2.1 Yb~(3+) 对SrMoO_4 : Er~(3+)纳米晶与Y_2O_3 : Er~(3+) 纳米晶的影响的比较  23-26
    3.2.2 SrMoO_4: Er~(3+)/Yb~(3+)纳米晶与Y_2O_3 : Er~(3+)/YB~(3+)纳米晶的比较  26-27
  3.3 实验光路图  27
  3.4 随温度变化的SrMoO_4 : Er~(3+)/Yb~(3+)荧光光谱  27-29
  3.5 不同峰位对灵敏度的影响  29-31
  3.6 本章小结  31-33
第4章 稀土离子掺杂SrMoO_4纳米晶的上转换白光发光特性  33-47
  4.1 引言  33
  4.2 Tm~(3+) /Yb~(3+)和Ho~(3+) /Yb~(3+) 共掺SrMoO_4 纳米晶的上转换发光特性  33-37
    4.2.1 Tm~(3+)/Yb~(3+) 共掺SrMoO_4 纳米晶的上转换发光特性  33-35
    4.2.2 Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺SrMoO_4 纳米晶的上转换发光特性  35-37
  4.3 Tm~(3+) /Ho~(3+)/Yb~(3+)三掺SrMoO_4 纳米晶的上转换白光特性  37-41
    4.3.1 Tm~(3+)离子浓度的选择  37
    4.3.2 Ho~(3+) 离子浓度的选择  37-38
    4.3.3 Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)三掺SrMoO_4 纳米晶的发光机制研究  38-40
    4.3.4 Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+)三掺SrMoO_4 纳米晶的CIE坐标  40-41
  4.4 Er~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+) 四掺SrMoO_4 纳米晶的上转换白光发光特性  41-44
    4.4.1 Er~(3+) 离子浓度的选择  41-42
    4.4.2 Er~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+) 四掺SrMoO_4 纳米晶的发光机制研究  42-43
    4.4.3 Er~(3+)/Tm~(3+)/Ho~(3+)/Yb~(3+) 四掺SrMoO_4 纳米晶的上转换白光发射  43-44
  4.5 功率对样品色坐标的影响  44-46
  4.6 本章小结  46-47
结论  47-49
参考文献  49-54
致谢  54-55

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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