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稀土掺杂氟氧化物玻璃陶瓷的制备和光学性质

作　者: 王瑾
导　师: 樊先平
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 氟氧化物玻璃陶瓷 Er3+ Yb3+ 上转换发光
分类号: TQ174.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 341次
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内容摘要


本文应用紫外激发发光光谱,上转换发光光谱,近红外发光光谱,紫外—可见吸收光谱等实验手段,研究了Er3+离子掺杂的氟氧化物玻璃陶瓷的制备工艺和发光行为。 制备了Er3+离子掺杂的含LaF3纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷,研究了Er3+离子在玻璃和玻璃陶瓷中的光谱性质。随着玻璃样品热处理温度的升高或热处理时间的延长,玻璃陶瓷中纳晶的尺寸和析晶度都逐渐增加。与玻璃相比,Er3+离子在玻璃陶瓷中的上转换发光强度显著增强,并且发光强度随热处理温度的升高或时间的延长而增强。但玻璃中氟化物纳晶的析出对Er3+离子1530nm处的近红外发光并没有太大影响。研究制备了Er3+和Yb3+共掺的含LaF3纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷。对共掺样品进行了J-O理论计算和分析,得到了Er3+离子的主要跃迁带的光谱参量——自发发射几率,激发态寿命,荧光分之比等。氟氧化物玻璃陶瓷的实验振子强度和理论振子强度都稍稍高于玻璃,二者的J-O参数界于氟化物玻璃和氧化物玻璃之间。与Er3+单掺的氟氧化物玻璃和玻璃陶瓷相比,Er3+和Yb3+共掺含LaF3纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷能显著提高上转换发光效率。研究了Er3+/Yb3+比对氟氧化物玻璃和玻璃陶瓷发光性质的影响。由于Yb3+在980nm附近有较大的吸收截面,可以有效地把吸收的能量传递给Er3+,随着Yb3+的引入和增加,玻璃陶瓷和玻璃中Er3+的上转换发光强度随之增加,但是当Er3+/Yb3+达到20时,上转换发光强度反而减弱。 应用无毒和廉价原料BaF2和La2O3首次成功制备了含Ba2LaF7纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷。改变BaF2,La2O3,NaF,Na2O的相对含量,可以分别得到含Ba2LaF7,LaF3,La2O3纳晶的玻璃陶瓷。但只有含氟化物纳晶的玻璃陶瓷具有较强的上转换发光,而含氧化物纳晶玻璃陶瓷的上转换发光强度较低。研究制备了一系列新型的分别含Sr2YF7,Sr2LaF7,Sr2GdF7纳晶的玻璃陶瓷,并较系统研究了该系列氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光性质与热处理温度的关系。

全文目录


第一章 前言  5-28
  1．1 稀土离子的上转换发光——现象及机理  5-8
  1．2 影响上转换发光的因素  8-10
  1．3 透明氟氧化物玻璃陶瓷简介  10-23
  1．4 玻璃陶瓷的工艺过程  23-25
  1．5 氟氧化物玻璃陶瓷的潜在应用  25
  1．6 研究方向  25-28
第二章 实验过程与理论  28-31
  2．1 实验方法  28-29
  2．2 理论分析  29-31
第三章 稀土掺杂含LaF_3纳晶的玻璃陶瓷制备与发光性质  31-53
  3．1 Er~(3+)掺杂含LaF_3纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷制备与发光性质  31-42
  3．2 Er~(3+)/Yb~(3+)共掺含LaF_3纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷的发光性质  42-53
第四章 稀土掺杂含Ba_2LaF_7纳晶的玻璃陶瓷制备与发光性质  53-68
  4．1 以BaF_2和La_2O_3为原料制备的氟氧化物玻璃陶瓷结构和光谱性质  53-59
  4．2 含Ba_2LaF_7纳晶氟氧化物玻璃陶瓷的光谱性质  59-63
  4．3 不同Er/Yb比的氟氧化物玻璃陶瓷的发光性质  63-68
第五章 稀土掺杂含Sr_2LnF_7(Ln=La，Gd，Y)纳晶的玻璃陶瓷制备与发光性质  68-78
  5．1 含Sr_2YF_7纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷  68-71
  5．2 含 Sr_2LaF_7纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷  71-74
  5．3 含 Sr_2GdF_7纳晶的氟氧化物玻璃陶瓷  74-78
第六章 结论  78-80
参考文献  80-85
硕士期间发表论文列表  85-86
致谢  86

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 陶瓷工业 > 生产过程与设备
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