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稀土掺杂氟化物上转换发光材料的制备及光谱特性研究

余朝义  
【摘要】:上转换发光材料能够将人眼看不见的红外光转变为可见光,这一特性使得它们在上转换激光器、三维立体显示、防伪识别、红外探测、生物检测等诸多领域都具有广阔的应用前景。本文采用固相反应法和低温燃烧法合成了对980nm和1550nm响应的NaYF_4:Er3~(3+),Yb~(3+)和M_xNa_yY_zF_(2x+y+3z+3m):Er_m(M=Pb,Ba,简写为MNYFE)上转换发光粉体。采用XRD、SEM、TEM及荧光光谱分析等手段表征样品。 结果表明,采用固相反应法制备六方相NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)(β-NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+))粉体,最佳工艺参数是采用双坩埚、添加NH_4HF_2作为保护气氛,在630℃下,烧结5h。采用低温燃烧合成法合成了NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)、Pb_xNa_yY_zF_(2x+y+3z+3m):Er~(3+)_m和Ba_xNa_yY_zF_(2x+y+3z+3m):Er~(3+)_m粉体,粉体粒径为30nm左右,最佳工艺参数是尿素用量为1.5~2倍理论用量,点火温度为600℃。光谱分析表明,NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)在980nm激发下有5个发光峰,分别位于380、409、526、540和652nm,分别对应于Er~(3+)的~4G_(11/2)→~4I_(15/2)、~2H_(9/2)→~4I_(15/2)、~2H_(11/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁;M_xNa_yY_zF_(2x+y+3z+3m):Er~(3+)_m(M=Pb,Ba,简写为MNYFE)在1550激发下有四个明显的发光峰,分别位于408.5nm、522.5nm、543.4nm和657.4nm,分别对应于Er~(3+)的~2H_(9/2)→~4I_(15/2)、~2H_(11/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁。


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