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Yb:YVO_4晶体原料制备及性能表征

宁纪奎  
【摘要】:Yb:YVO_4晶体具有化学和机械方面的优良性能,以及泵浦阈值低、激光发射截面大的特点,是新型激光晶体的热门材料之一。 为了生长出性能优良的Yb:YVO_4激光晶体,工作中以制得较均匀、粒度小、分散性好的合适制备Yb:YVO_4激光晶体前期原料为目标,采用了溶胶-凝胶法与液相共沉淀法制备Yb:YVO_4粉体。 采用溶胶-凝胶法合成了Yb:YVO_4激光晶体的多晶前驱粉体。利用XRD、SEM、荧光光谱、红外光谱分析对Yb:YVO_4粉体进行了分析。实验发现,稳定溶胶-凝胶的形成受络合剂、溶液pH值、反应温度和凝胶干燥过程的影响;XRD分析结果表明:样品属于四方晶体结构,材料为四方晶系,其空间群为D_(4h)~(19)-I4_1/amd,点群为D_(4h),且随着温度的升高,粉体粒径逐渐长大;SEM观察发现,获得了单分散、形状规则类似球形的Yb:YVO_4粉体。烧结1000℃,8小时得到了YVO_4纯相;从荧光光谱可以看出荧光发射的最强峰位于1025.76nm处是Yb~(3+)的基态~2F_(7/2)与激发态能级~2F(5/2)跃迁导致的荧光发射。而采用化学共沉淀法所制备的合成YVO_4粉料的测试结果显示:形成YVO_4纯相烧结条件为800℃,8小时。 另外,我们还在工作中进行了5%at.、10%at.、20%at.、50%at.、100at.Yb~(3+)掺杂YVO_4的研究工作。其XRD,SEM分析的结果和采用这两种方法合成的Yb:YVO_4激光晶体的多晶前驱粉体的分析结果相似。


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