热处理制度对Pr3+-Yb3+掺杂氟氧微晶玻璃光谱特性的影响

氟氧化物微晶玻璃具有良好的机械性能、化学稳定性和优异的发光性能,是作为量子剪裁的理想介质材料。本文选择55SiO2-5Na2O-20Al2O3-20CaF2作为稀土掺杂的基础玻璃,通过对玻璃进行不同的热处理从而获得了不同的Pr3+-Yb3+共掺微晶玻璃。通过吸收光谱、发射光谱和荧光衰减曲线的比较,发现升高热处理温度或延长保温时间会导致近红外区域的发射峰增强,Pr3+的荧光寿命降低,且计算表明,Pr3+-Yb3+之间的能量传递效率增加了。     

Ce3+-Tb3+共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce³⁺-Tb³⁺共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb³⁺掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce³⁺和Tb³⁺的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb³⁺掺杂量增加,位于380 nm处Ce³⁺的特征发射峰减小,543 nm处Tb³⁺的特征发射峰增强,证实Ce³⁺和Tb³⁺之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb³⁺掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。     

稀土掺杂上转换发光玻璃陶瓷的制备及性能

实验制备了一类含有SrF2∶Yb3+,Tm3+及SrF2∶Yb3+,Er3+的透明发光玻璃和玻璃陶瓷,对比研究了热处理工艺对玻璃陶瓷相组成、微观结构和光谱性能的影响规律。研究表明,玻璃陶瓷具有立方SrF2纳米晶相均匀分布于玻璃基体的复相结构,利用HRTEM可观测到SrF2纳米晶相的(111)晶面,其晶粒尺度在10~30nm之间,且该析晶相中富集有Yb3+/Tm3+和Yb3+/Er3+。基于此,玻璃陶瓷在980nm LD激光激发下的上转换发光强度较玻璃样品有较大提高。其上转换发光机制分别主要为Yb3+-Yb3+之间的合作上转换,Yb3+-Tm3+和Tm3+-Tm3+之间的交叉弛豫能量传递过程,以及Yb3+-Er3+之间的能量传递上转换。     

硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱特性

采用熔体冷却法制备了单掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃,并利用理论方法计算了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+的光谱参数.详细分析了硼酸铋玻璃中Er3+和Yb3+离子光谱参数与玻璃组成和掺杂浓度的关系,并研究了Yb3+离子的辐射陷阱效应.实验表明,掺Er3+和Yb3+的硼酸铋玻璃是一种具有潜在发展前途的固体激光器和光纤放大器用激光材料.     

掺杂ZnO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的研制及吸收光谱特性

在ZnO-Al2O3-SiO2系统玻璃中掺入少量晶核剂TiO2,再掺入过渡金属离子和稀土离子,在高温下熔制得到透明母体玻璃.对上述玻璃进行晶化热处理,最后得到透明微晶玻璃.测定了晶化前后玻璃的密度与硬度变化.用差热分析(DTA)确定晶化温度,用X射线粉末衍射确定微晶相,并用透射电镜观察了晶相的形貌.测定并讨论了所得微晶玻璃在紫外波段至近红外波段的吸收光谱特性.研究结果表明微晶化后的密度与硬度都增大.掺杂于微晶玻璃中的Cr离子和Co离子的吸收光谱在微晶前后发生较大差异,而其余均未明显变化,这一现象归属于掺杂离子所处的不同位置所致.     

Dy~(3+)/Tb~(3+)掺杂高钆镥闪烁玻璃光谱性能

用高温熔融法制备了Dy3+/Tb3+掺杂的高钆镥氟氧化物闪烁玻璃样品,测试分析了其吸收光谱、激发与发射光谱及衰减曲线等。研究了Dy3+和Tb3+离子浓度增加对Tb3+离子发光的影响以及Dy3+离子的浓度猝灭效应;通过IH理论模型分析了Dy3+和Tb3+离子的能量传递方式和能量传递效率。结果表明Dy3+离子对Tb3+离子发光具有敏化作用,随着Dy3+离子浓度增加敏化作用增强,但是当Dy3+离子的浓度达到2%(摩尔分数)以上时,随着Dy3+离子浓度的增加,Tb3+离子的发光强度降低;Dy3+和Tb3+离子的能量传递方式为无辐射能量传递方式,且能量传递效率可以达到60%以上。     

前驱液浓度对Gd2O3∶Tb3+粒度及发光性能的影响

运用多元醇法以二甘醇(DEG)为溶剂,添加适量GdCl3、TbCl3配制成前驱液,在80℃下加入NaOH溶液搅拌合成Gd2O3∶Tb3+纳米晶。为了研究GdCl3溶液浓度对纳米晶粒径及发光性能的影响,配制了不同浓度的GdCl3进行合成实验。结果表明,随着前驱液浓度的提高,纳米晶的粒径不断增大且发光强度也呈上升趋势。在该纳米晶中,Tb3+形成独立的发光中心,发射光谱呈现典型的Tb3+发射曲线,最强发射峰位于544nm(对应5 D4→7F5能级跃迁)附近,该峰伴随前驱液浓度的提高发光强度增强最为明显。最后探讨了Gd2O3∶Tb3+纳米晶的发光机理。     

P2O3-B2O3-Al2O3-SrO-BaO玻璃中Yb3+非辐射能量转移下Er3+离子的增强发射

本文研究了共掺Er3 +/Yb3 +P2 O3 -B2 O3 -Al2 O3 -SrO -BaO玻璃的能量转移过程。实验中制备了高掺杂Yb3 +离子的双掺Er3 +/Yb3 +的磷酸盐玻璃样品。在Er3 +/Yb3 +掺杂比率 >1 :1 8(mol% )时 ,观测到了基于Yb3 +离子至Er3 +离子能量转移下Er3 +( 4 I13 / 2 →4I15 / 2 )的增强发射和Yb3 +( 2 F7/ 2 →2 F5 / 2 )发射的减弱 ,当Yb3 +离子掺杂浓度超过 2 .1× 1 0 2 1ions/cm3 时 (Er3 +/Yb3 +≤ 1 :1 8,mol% ) ,由于Yb3 +离子的自淬灭效应 ,Er3 +离子的发射强度降低。实验中得到了Yb3 +离子的最佳掺杂浓度为1 .74× 1 0 2 1ions/cm3     

Fe2+、Fe3+对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系微晶玻璃析晶性能的影响规律

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、EDS等手段研究了Fe2+、Fe3+对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响.结果表明,Fe2+在微晶玻璃中与Mg2+的作用相同,取代以网络外体形式存在的Al3+,使得微晶玻璃的析晶温度逐渐下降,而对析晶能力几乎没有影响,并当Fe2+掺入量为2%时,主晶相由铝黄长石转变为镁黄长石,在7.5%时,进一步转变为透辉石.Fe3+掺量小于7.5%时,起到补充Si4+不足的作用,当大于7.5%时,部分Fe3+起到与Fe2+、Mg2+相同的作用,使得析晶温度呈先升后降的变化,在掺量为7.5%时,铝黄长石主晶相才开始转变为镁黄长石,在10%时,转变为透辉石,且析晶能力得到大幅提升.随着Fe2+和Fe3+含量增加,虽然微晶玻璃中主晶相的变化顺序相同,但Fe2+具有降低微晶玻璃析晶温度的作用,而一定量的Fe3+可作为晶核剂提高微晶玻璃的析晶能力.     

热解法制备KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶荧光标记材料

采用热分解法制备了yb3+和Tm3+共掺杂的KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和上转换光谱对样品进行了表征.研究了Tm3+浓度对样品的上转换发光性能的影响.结果表明制备的样品为类球形立方相KY3F10∶yb3+、Tm3+纳米晶,粒子尺寸分布均匀,平均粒径约为13nm左右....     

Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂TiO2纳米带的制备与表征

通过离子交换和水热两步合成过程简单制备了Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂锐钛矿型TiO2纳米带。该3种离子共掺杂未导致TiO2结构和形貌发生变化。光学特性测试结果表明,由于稀土离子掺杂浓度低,Eu3+掺杂未改变由Yb3+和Er3+产生的上转换发射峰位,但可观察到因上转换发光激发的Eu3+荧光发射峰;Eu3+荧光光谱也未受到Yb3+和Er3+掺杂的影响。通过对掺杂样品上转换发光机理的考察证实,上转换发光过程是双光子过程,但TiO2和Eu3+掺杂对此发光过程有明显影响。     

Er~(3+)/Yb~(3+)/Tb~(3+)共掺氟氧锗酸盐玻璃上转化发光性质及机理研究(英文)

在980nm激发下,研究了Er3+、Yb3+和Tb3+单掺或共掺氟氧锗酸盐玻璃的上转换发光性质和机理.室温下,观察到了强的绿色和红色上转换发光,其发光中心位于524、546和658nm处,分别对应于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=5和0)和Er3+离子的(2H11/2、4S3/2和4F9/2)→4I15/2跃迁.研究了TbF3、YbF3掺杂浓度以及激光功率对上转换发光强度的影响,讨论了Er3+、Yb3+和Tb3+之间的能量传递和上转换机理.     

CeO2∶Eu3+纳米晶的发光特性与Gd3+离子掺杂影响研究

以尿素为燃烧剂,采用低温燃烧法制备了Eu3+单掺杂和Eu3+、Gd3+共掺杂CeO2纳米晶粉末,用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对样品进行了结构分析和形貌表征.对掺杂Gd3+离子的CeO2∶1％ Eu3+纳米晶的光谱研究发现,随着Gd3+离子掺杂浓度的增加,5D0→7F2跃迁与5D0→7F1跃迁的强度比随之增加,这表明Eu3++离子的格位对称性有所下降,且有利于提高红橙光的比例.鉴于CeO2基质在300～390nm有强吸收,Eu3+掺杂CeQ2纳米晶在近紫外激发LED荧光粉方面有潜在应用前景.     

980nm激发下Y_2O_2S:Ho~(3+),Yb~(3+)纳米晶可见和红外发光特性研究

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备出六角晶系结构的类球形Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶,平均粒径约40nm。在980nm LD激发下,系统研究了纳米晶在450~1 500nm宽波段范围内的发光特性。根据上转换(UCL)和下转换(DCL)测试结果,Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶发射峰位于545,655和1180nm,分别源于5F4/5S2→5I8、5 F5→5I8和5I6→5I8辐射跃迁。Yb3+离子的掺杂可显著提高Ho3+的上转换发光效率。由于纳米晶表面吸附产生的高能振动量子显著提高了5F4/5S2→5F5和5I6→5I7多声子弛豫的发生几率,使得655nm红光发射很难得到抑制。随Yb3+浓度不断增大,Yb3+→Ho3+能量传递效率提高。这不仅可以增大5F4/5S2和5I6能级的粒子布居数,使绿光和红外光发射增强,而且能在一定程度上抑制5I6→5I7多声子弛豫过程,间接削弱红光发射强度。但5F5能级的另一布居途径(5F4/5S2→5F5)使得Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶的绿红光荧光分支比(IG/IR)值仅能达到3.75。当浓度高于6%(摩尔分数)时,(5F4/5S2,2F7/2)→(5I6,2F5/2)能量反传递过程导致绿光和红光发射大幅降低,而5I6能级布居数的增大却增强了红外发射强度。上述变化导致IG/IR增势减弱,红外/红光荧光分支比(IIR/IR)不断增大。     

Mn2+掺杂Ba2LuF7纳米晶的制备以及发光颜色调控

通过水热法合成了Yb和Tm共掺的Ba2LuF7纳米晶。合成出的样品用透射电镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)进行了表征。在980nm激光下测试了样品的发射光谱。结果表明纳米晶属于立方晶相,大小只有10~20nm。适当的稀土离子掺杂,可使样品发出较强的绿光和红光。通过在纳米晶中掺杂锰离子(Mn2+),可以调控绿光和红光的强度。此外锰离子(Mn2+)掺杂也会影响纳米晶的晶相和尺寸。当加入的Mn2+浓度较高时,会出现新的晶相,样品的形貌和尺寸也有显著的变化。     

La3+、Nd3+稀土离子掺杂对电路基板用锂铝硅微晶玻璃性能的影响

通过烧结法制备La3+和Nd3+掺杂的锂铝硅微晶玻璃,结合DSC、密度、热膨胀、SEM等检测技术研究了热处理和稀土离子掺杂对LAS微晶玻璃力学和电学性能的影响。结果表明:在640℃核化保温30min、940℃晶化保温2.5h可得到晶粒细小、力学强度和介电性能优良(ε=5.1～7.0,tanδ<0.005,10MHz),的微晶玻璃。同时稀土离子的加入产生的钉扎作用可以细化晶粒,进一步优化提高微晶玻璃的力学性能。     

低温单斜相BiPO_4∶Tb~(3+)纳米晶的合成及其发光性能

以无水乙醇为反应溶液,采用室温共沉淀制备了低温单斜相BiPO4∶Tb3+绿色荧光纳米材料,并进行高温烧结处理。利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱分别对所得样品的相结构、形貌以及发光性能进行研究。结果表明:通过高温烧结,样品没有发生晶型转变,仍然保持单斜相结构和纳米颗粒形貌。同时,Tb3+离子作为绿色发光中心进入到BiPO4的晶格中取代Bi 3+的格位,在370nm激发下,观察到Tb3+离子的特征跃迁(5D4→7FJ,J=6~3),其中以5D4→7F5跃迁发射(543nm)为主;并考察了BiPO4∶Tb3+纳米晶发光强度随Tb3+掺杂量的变化关系,发现其淬灭浓度高达20mol%。     

银纳米晶掺杂玻璃基片对Er3+/Yb3+共掺碲酸盐薄膜的荧光增强及其数值模拟

采用电场辅助热扩散工艺制备了银纳米晶掺杂玻璃基片,用非水解溶胶—凝胶法在基片上制备了Er3+/Yb3+共掺碲酸盐薄膜,研究结果表明,玻璃基片中的银纳米颗粒对Er3+/Yb3+共掺碲酸盐薄膜具有明显的荧光增强效果.利用菲克第一、第二定律、欧姆定律、泊松方程对电场辅助热扩散过程进行了数值模拟,计算了玻璃内银的浓度分布.结果表明:玻璃内银纳米颗粒的总量越大、近玻璃表面银纳米颗粒的浓度和粒度越大、银耗尽层的厚度越小,荧光增强效果越好.此外,不仅近玻璃表面的银纳米颗粒可以产生荧光增强效应,而且远离表面的银纳米颗粒也有荧光增强效应.     

Fe2+、Fe3+对CaO-Al2O3-SiO2-MgO系微晶玻璃析晶性能的影响规律

为了利用大量的含铁铝硅酸盐固体废弃物制备具有高附加值的微晶玻璃,采用DTA、XRD、SEM、 EDS等手段研究了Fe₂₊、Fe₃₊对CASM系微晶玻璃析晶性能的影响,结果表明,Fe₂₊在微晶玻璃中与Mgz+的 作用相同,取代以网络外体形式存在的Al₃₊,使得微晶玻璃的析晶温度逐渐下降,而对析晶能力几乎没有影 响,并当Fe₂₊掺入量为2%时,主晶相由铝黄长石转变为镁黄长石,在7.5%时,进一步转变为透辉石．Fe₃₊掺 量小于7.5%时,起到补充S14不足的作用,当大于7.5%时,部分Fe₃₊起到与Fe₂₊、Mg₂₊相同的作用,使得 析晶温度呈先升后降的变化,在掺量为7.5%时,铝黄长石主晶相才开始转变为镁黄长石,在10%对,转变为 透辉石,且析晶能力得到大幅提升．随着Fe₂₊和Fe₃₊含量增加,虽然微晶玻璃中主晶相的变化顺序相同,但 Fe₂₊具有降低微晶玻璃析晶温度的作用,而一定量的Fe₃₊可作为晶核剂提高微晶玻璃的析晶能力     

纳米Gd2O3:Tb3+荧光粉的微乳液法合成及其光致发光性质

利用TX-100/正己醇/正辛烷/水微乳液法合成纳米Gd2O3Tb3+荧光粉,结构表征证实其为单相的氧化钆,掺杂对晶型无影响,粒子大小较均匀,分散性好,较少团聚.TG-DTA测量了Gd2O3Tb3+的晶型最终形成温度为590℃,发射光谱显示出Tb3+的4个特征发射.随着纳米粒子粒径的减少,发光强度逐渐减弱.