稀土摻雜多波長響應硫氧化物上轉換發(fā)光材料的研究.pdf

1、以硫氧化物為基質的稀土上轉換發(fā)光材料是一種很有應用潛力的上轉換材料。本論文簡單介紹了高溫固相合成法的技術特點;紅外上轉換發(fā)光材料的發(fā)展大體概況;Er3+，Yb3+稀土陽離子的發(fā)光機理及正交實驗方法。并采用高溫固相法合成了對980nm，1064nm，1550nm都有響應的Gd2O2S∶Er3+，Yb3+和Gd2O2S∶Er3+硫氧化物體系稀土摻雜紅外上轉換發(fā)光材料。
　　同時，研究了助熔劑種類及用量對樣品上轉換發(fā)光性能及物相結構的影

2、響;通過正交實驗方法研究了反應原料用量及溫度，時間等工藝條件對產物的發(fā)光性能影響的主次關系及原料最佳配比。采用X射線粉末衍射儀和熒光分光光度計（耦合980nm、1064nm、1550nm激光器）等方法對實驗所得的樣品的物相、形貌和上轉換發(fā)光性能進行了測試和分析。結果表明:LiF，NaF，BaF2，NH4HF2四種氟化物助熔劑相比BaF2助熔效果較好，顆粒分散不結塊，并且BaF2助熔劑有利于促進樣品硫(S)的引入;碳酸鹽及HBO3，KH2

3、PO3，(NH4)2HPO3，K2SiF6相比Li2CO3助熔效果較好;以Li2CO3與BaF2為助熔劑相比較來看，樣品980nm響應時發(fā)射光譜主要有兩個發(fā)射峰，用BaF2助熔的樣品紅光峰較強，以Li2CO3助熔的樣品綠光峰較強，樣品1064nm響應時以BaF2做助熔劑獲得的樣品發(fā)射光譜的發(fā)光強度較強，在樣品1550nm響應時以Li2CO3做助熔劑的樣品發(fā)射光譜發(fā)光強度較強。高溫固相法制備的Gd2O2S∶Er3+，Yb3+和Gd2O2S

4、∶Er3+樣品主要發(fā)紅綠兩種光，樣品在980nm響應時針對綠光的最佳配方是:Gd0.01O0.01S0.005∶Er2+0.0009，Yb+0.0009、溫度T=1050℃、時間t=3.5h、m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2)=10/3/3、影響發(fā)光的主次順序為n(Yb3+)/n(Gd3+)→時間→溫度→n(Er3+)/n（Gd3+）→m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2);紅光配方為:Gd0.01O0.01S0.005∶E

5、r3+0.0009，Yb3+0.001、溫度T=1150℃、時間t=2.5h、m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2)=10/2.8/2.8、影響發(fā)光的主次順序為溫度→n(Yb3+)/n(Gd3+)→n(Er3+）/n(Gd3+)→m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2)→時間。在樣品1064nm響應時針對綠色光的配方:Gd0.01 O0.01S0.005∶Er3+0.0009，Yb3+0.001、溫度T=1100℃、時間t=3.5

6、h、m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2)=10/2.8/2.8、影響發(fā)光的主次順序為溫度→n(Er3+)/n(Gd3+)→時間→n(Yb3+)/n(Gd3+)→m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2);針對紅光的配方為Gd0.01O0.01 S0.005∶Er3+0.0007，Yb3+0.0008、溫度T=1100℃、時間t=3.0h、m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2)=10/3.4/3.4、影響發(fā)光的主次順序為n(Yb

7、3+)/n(Gd3+)→溫度→m(Gd2Oa)/m(S)/m(BaF2)→時間→n(Er3+)/n(Gd3+);樣品在1550nm響應時紅綠光的配方一致為Gd0.01O0.01S0.005∶Er3+0.001，Yb3+0.0009、溫度T=1100℃、時間t=2.5h、m(Gd2O2)/m(S)/m(BaF2)=10/2.8/2.8、影響發(fā)光的主次順序是:m(Gd2O3)/m(S)/m(BaF2)→n(Er3+)/n(Gd3+)→n(Y