Tm~(3+)和Ln~(3+)(Ln~(3+)=Yb~(3+),Er~(3+),Pr~(3+),Ho~(3+),Eu~(3+))共掺氟化物纳米晶体的光谱学性质

应用激光光谱学及发光学的理论和方法研究了Tm3+/Ln3+(Ln3+=Yb3+,Er3+,Pr3+,Ho3+,Eu3+)离子在LaF3和LaOF纳米颗粒中的发光特性,探讨了获得蓝绿光发射的方式,分析了Tm3+离子的荧光发射对基质构成和共掺杂离子的依赖性质.研究结果表明,在氟化物纳米晶体中进行Tm3+和Ln3+(Ln3+=Ho3+,Pr3+,Er3+,Eu3+)的共掺杂,能有效地获得可见光发射,显著提高荧光量子产率,在太阳能光伏电池中具有很大的应用潜力.     

Pr~(3+)/Tm~(3+)共掺LaOF纳米体系中能量转移的光谱学研究

在较低温度下,利用水热法和溶剂热法两种不同方法,分别制备了Pr3+/Tm3+共掺的六方相和四方相晶体结构LaOF纳米颗粒.在波长为355nm激光激发下,研究了LaOF∶Pr3+/Tm3+共掺纳米体系中Tm3+离子到Pr3+离子的能量转移效应,以及由此产生的Pr3+的荧光辐射.运用光谱学方法对共掺纳米体系荧光辐射性质进行了分析,并对相应的能量转移机理进行了探讨.结果表明:从Tm3+到Pr3+的能量转移源于Tm3+的1D2-3F4与Pr3+的3H4-3P0之间的交叉弛豫.同时,分析讨论了制作方法、样品环境温度、掺杂浓度等因素对能量转移效率和荧光光谱性质所产生的影响.     

Er3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体荧光光谱性质

室温下测量了用968 nm LD激发Er3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体的上转换发光,并讨论其上转换发光机制.同时测量了Er3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体的荧光光谱和吸收光谱,发现Er3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体的荧光半高宽可达68 nm,利用McCumber理论计算了1 531 nm处的受激发射截面为3.52 pm2,这表明Er3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体是一种优良的潜在上转换激光器增益介质.     

AgYb(MoO4)2:Er3+/Tm3+/Ho3+稀土发光材料的水热合成及其温度传感性能

为了提高Ln³⁺离子的发射强度,Yb³⁺离子在上转换(up conversion, UC)系统中通常用作敏化剂,在980 nm处有着广泛且强的吸收带.作为含有Yb³⁺的基体材料,AgYb(MoO₄)₂中的离子浓度更高,因此掺杂离子的发射强度更强,期待可以获得更好的温度敏感性.采用Er³⁺掺杂后获得的材料的温度敏感性在473 K时达到0.013 3 K^-1,对比于相同条件下合成的NaY(MoO₄)₂材料,其温度敏感性更高.并且Ho³⁺和Tm³⁺的共同掺杂还可以用来进行合成白光发射,即通过共掺杂Tm³⁺后获得蓝光部分(¹G₄-³H₆),再通过Ho³⁺的掺杂获得红光(⁵F₅-     

NaYF4掺杂Yb3+,Ho3+的低温上转换荧光特性研究

目的 确定β-NaYF₄掺杂Ho³⁺和Yb³⁺离子的微米晶体在低温下的上转换荧光特性。方法 通过水热法合成β-NaYF₄微米晶体,用FLS980光谱仪获取样品在室温和4～294 K温度下的荧光光谱以及荧光寿命,应用玻尔兹曼分布原理对测试结果进行分析。结果 确定了最佳的稀土离子掺杂浓度。通过对荧光强度和荧光寿命的分析,结合玻尔兹曼分布得出温度在上转换发光中的作用。结论 随着温度的升高,Ho³⁺的⁵F₅→⁵I₈和⁵S₂/⁵F₄→⁵I₈跃迁发射峰逐渐减弱。     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂的NaYF_4微/纳晶体的制备与上转换荧光

利用水热法制备了Yb3+-Er3+共掺杂的Na YF4微纳/米晶体.氟离子与稀土离子的浓度比对微晶的相及形貌有明显的影响.低浓度比有利于形成立方相的Na YF4,样品呈球形及八面体形;高浓度比有利于形成六角相的Na YF4,样品呈六角碟状或棒状的外形.在980 nm的红外激光激发下,样品辐射红色及绿色上转换荧光,荧光的强度依赖于晶体的相结构及形貌.另外,对晶体的生长机理及上转换发光性质也进行了讨论.     

Yb3+/Ho3+共掺杂Sc2W3O12荧光粉的上转换发光和温度传感特性

利用水热法结合煅烧制备Sc₂W₃O₁₂:Yb³⁺/Ho³⁺荧光粉,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对样品进行表征。在980 nm的激光激发下,Sc₂W₃O₁₂:Yb³⁺/Ho³⁺表现出了542、657和752 nm三个特征峰,分别对应于Ho³⁺的⁵F₄/⁵S₂-⁵I₈,⁵F₅-⁵I₈和⁵F₄/⁵S₂-⁵I₇能级跃迁,分别发射出绿光、红光和弱红光。讨论了荧光粉的上转换发光机理,得出绿色和红色上转...     

水热法合成Y2O3 ∶ Yb3+,Er3+上转换材料及发光特性

以Y2O3,Yb2O3和Er2O3为原料,利用水热法制备Y2O3,Yb3+,Er3+纳米上转换材料.通过X射线粉末衍射、扫描电镜和透射电镜对材料的晶型、成分、粒径及表面形貌进行分析.实验结果表明:所得粉体的晶型为立方晶系,晶粒为圆球形,平均粒径为20 nm.在波长为980 nm半导体激光器激发下产生绿色和红色的上转换荧光;改变Yb3+,Er3+的掺杂比例,激发产生的绿光和红光的荧光强度随Yb3+,Er3+掺杂比例的改变而发生变化.     

Er3+/Yb3+共掺双包层光纤放大器的增益特性

基于速率方程和功率传输方程,分析了Er³⁺/Yb³⁺共掺双包层光纤放大器增益特性随光纤长度的变化及信号光、抽运光功率对放大器增益的影响,并进行了实验验证。结果表明:有源光纤长度对放大器增益有影响,大信号输入时放大器达到增益饱和对应的光纤长度更短;放大器增益随着信号光和抽运光功率不同而变化,要适当调整其大小以获得较高的放大增益。     

KLu(MoO4)2:Yb3+/Ho3+荧光粉的制备及其温度传感性能探究

利用柠檬酸辅助水热合成前驱体再进行煅烧的方法,制备一系列KLu(MoO₄)₂:Yb³⁺/Ho³⁺荧光粉。合成的荧光粉在980 nm的红外光激发下,KLu(MoO₄)₂:Yb³⁺/Ho³⁺主要发射位置在绿光区(540 nm)和红光区(660 nm)。在323～523 K的温度范围内,研究了KLu(MoO₄)₂:20%Yb³⁺ 0.3%Ho³⁺温度传感性能。通过计算,在温度为323 K下,得到最高的相对灵敏度为0.004 2 K^-1。结果表明,所得KLu(MoO₄)₂:Yb³⁺/Ho³⁺荧光粉是一种潜在温度敏感材料。     

Yb3+/Er3+双掺杂白磷钙石荧光骨修复材料的制备及其发光性能研究

白磷钙石（whitlockite,WH）是人体骨组织中含量第二的骨矿物质,具有良好的生物活性和诱导成骨性能。WH结构的荧光粉由于其结构类型多样、较低的声子能量以及可调谐的光致发光,被广泛应用于LED灯等领域。采用化学沉淀法制备了含不同物质的量比的Yb³⁺和Er³⁺共掺杂白磷钙石的上转换发光纳米材料(Yb³⁺/Er³⁺-WH),在水溶液中有良好的分散性。在980 nm的激光器的激发下,不同比例掺杂的Yb³⁺/Er³⁺-WH纳米颗粒均可发射波长为530、550 nm的绿光和660 nm的红光。由测得的荧光光谱结果可知,当Yb³⁺和Er³⁺的物质的量比为10∶1时,上转换发光强度最高,有较高的能量传递效率。Yb³⁺/Er³⁺ -WH粉体作为具有成骨活性的荧光标记材料在骨修复领域具有一定的应用潜力。     

Pr~（3＋）/Yb~（3＋）共掺氟化物微米晶体的上转换荧光研究

以乙二胺四乙酸（EDTA）为络合剂,应用水热法合成了Pr3＋/Yb3＋共掺的六方相NaYF4和四方相LiYF4微米晶体.研究了晶相和电声子相互作用对Pr3＋离子荧光特性的影响.在波长为976.4nm激光的激发下,在六方相NaYF4：Yb3＋/Pr3＋和四方相LiYF4：Yb3＋/Pr3＋中分别获得了赤眼可观的上转换荧光发射.与六方相NaYF4：Yb3＋/Pr3＋微米晶体的荧光相比,源于四方相LiYF4：Yb3＋/Pr3＋微米晶体中荧光发射谱线变窄、强度变弱并发生蓝移.分析研究了荧光上转换过程、晶相结构及上转换荧光强度对Yb3＋离子浓度的依赖关系.     

掺Er3+Al2O3平面光波导放大器理论计算

利用速率方程模型,通过求稳态解,比较了1480、980、820nm3种波长泵浦时的掺     

A9Ln0.95Eu0.05（VO4）7(A=Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+;Ln=Y3+,La3+,Gd3+)的光致发光（英文）

用固相反应法制备A9Ln0.95Eu0.05(VO4)7(A=Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+;Ln=Y3+,La3+,Gd3+)样品,研究它们的光致发光性质.所有Eu3+掺杂的样品能被310 nm的近紫外光激发,它的特征发射峰是由于Eu3+的5D0-7F j(j=1,2,3,4)跃迁引起的.然而,对于Mg9Gd0.95Eu0.05(VO4)7样品,在450～800 nm波长范围内呈现出很宽的发射谱.Mg9Gd0.95Eu0.05(VO4)7的宽发射谱是VO43-的本质发射,源于Mg9Gd0.95Eu0.05(VO4)7样品中VO4四面体的严重晶格畸变.Mg9Gd0.95Eu0.05(VO4)7很宽的发射谱表明其在发光器件中有潜在应用价值.     

2种稀土Eu3+,Tb3+配合物的合成与其光致发光性质

设计合成新的三齿有机配体4-（4’-咔唑-9基-丁基氧）-吡啶-2,6-二甲酸（H₂CBODPA）,并以此为配体合成配合物Na₃Eu（CBODPA）₃和Na₃Tb（CBODPA）₃.通过对有机配体分子结构的调控,稀土Eu³⁺和Tb³⁺有机配合物的激发波长明显地向长波长方向移动,与吡啶-2,6-二甲酸配合物的激发波长相比,其有效激发波长向长波长方向移动约70 nm.Na₃Eu（CBODPA）₃和Na₃Tb（CBODPA）₃在近紫外光（350 nm）的激发下,分别得到较强的特征红色发光(Eu³⁺)和特征绿色发光(Tb³⁺).研究结果对合成长波长激发的稀土有机发光探针提供理论依据和应用参考价值.     

稀土离子Pr3 和Nd3 对NaLuF4:Yb3 ,Er3 纳米晶上转换发光的调制

稀土离子Pr3+和Nd3+对上转换材料的发光具有特殊的敏化作用,通过在NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶中共掺杂稀土离子Pr3+和Nd3+并研究它们与发光中心Er3+之间的能量传递机制.采用水热法分别合成了Pr3+和Nd3+掺杂的NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶,直径约为15 nm,具有六方相结构.发光特性分析表明,随Pr3+离子掺杂浓度增加,NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶的656 nm红光强度相对于544 nm绿光逐渐减弱;但是随着Nd3+离子掺杂浓度增加,其发光红绿比刚好出现相反的变化.基于功率变换谱和简化能级图分析了Pr3+-Er3+和Nd3+-Er3+之间的能量传递机制,揭示了Er3+的4I11/2能级的电子布居在多个跃迁过程中所起的关键作用.     

Yb~(3+),Er~(3+)共掺MWO_4(M=Cd,Ba)纳米晶体的制备及发光性能

以CTAB为表面活性剂,采用水热法合成了Yb,Er共掺MWO4(M=Cd,Ba)纳米晶体.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分光光度计等手段对产物的组成、形貌和荧光性质进行了系统表征.结果表明:Yb3+,Er3+掺杂钨酸盐的发光条件随着M种类的不同而有较大的差异,水热合成的CdWO4:Yb3+,Er3+纳米晶体在980 nm激光照射下用肉眼可观察到明显的绿色上转换发光,而BaWO4:Yb3+,Er3+晶体高温煅烧到900℃才能观察到明亮的绿色发光.研究了温度对上转换发光强度的影响,讨论了两种晶体的上转换发光性质.     

立方相Lu2O3:Eu3+纳米晶的可控合成和发光性质

采用水热方法,通过调节前驱体的pH值,得到不同形貌的立方相Lu2O3:Eu3+纳米棒、纳米片和纳米颗粒。利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、光致发光(PL)谱和荧光寿命(FL)等技术对所制备的纳米晶进行了系列表征。随着纳米晶尺寸的减少,样品的荧光强度明显减弱,这是由于吸附在纳米晶表面的OH含量逐渐增加,加速了非辐射弛豫从而降低了发光效率。此外,也观测到源于纳米晶表面Eu3+离子的逐渐加强的624 nm发射以及在长波侧不断延伸的电荷迁移带长激发尾。     

pH值和尿素浓度对Yb3+/Er3+共掺杂Y2O3微纳米晶的形成及上转换荧光性质的影响

利用均相共沉淀法, 通过调节前驱体溶液的pH值和尿素浓度, 经700 ℃烧结后合成一系列Y₂O₃∶Er³⁺,Yb³⁺上转换微纳米晶颗粒. 用X射线衍射（XRD）、 透射电子显微镜（TEM）、 Fourier变换红外光谱（FITR）和荧光光谱对样品的物相结构、 微观形貌和发光性能进行表征, 并分析上转换机理. 实验结果表明： 前驱体溶液中的pH值对Y₂O₃∶Er³⁺,Yb³⁺粒径影响较大, 随着pH值的升高, 粒径明显增大, 样品在绿色(500～600 nm)和红色(650～700 nm)的上转换荧光强度明显增强, 红绿比逐渐减小; 尿素浓度对Y₂O₃∶Er³⁺,Yb³⁺纳米颗粒的影响较小.