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YOF:Er3+/Yb3+/Tm3+纳米晶上转换发光特性研究

2020-12-02阅读(750)

YOF:Er3+/Yb3+/Tm3+纳米晶上转换发光特性研究

论文摘要

稀土元素以其用量少,作用大的特点被人们称为当代工业的维生素。氟氧化物作为基质,具备声子能量低,上转换发光效率高,测温范围广的特点。氟氧化物结合了氧化物和氟化物的优势。本文研究氟氧化钇YOF:Er3+/Yb3+/Tm3+的上转换发光特性,温度灵敏度,制备条件以及YOF:Er3+/Yb3+/Tm3+在白光LED方面的应用。首先,使用优化的水热法制备出前驱体YF3。然后,将YF3放入煅烧炉中进行煅烧,我们发现在700℃煅烧2 h的时候可以得到纯相的YOF纳米晶。使用XRD,SEM等手段对YOF:Er3+/Yb3+纳米晶的晶相结构和形貌进行表征。利用980 nm激光对YOF:Er3+/Yb3+进行激发。我们通过这种方法探究Er3+/Tm3+/Yb3+掺杂浓度对YOF:Er3+/Tm3+/Yb3+的上转换发光特性的影响。同时,探究Er3+,Tm3+掺杂的YOF产生的红光,绿光,蓝光的上转换发光的机理。制备同等Er3+/Yb3+掺杂比例Y2O3,YOF,Y6O5F8,在同等测试条件下,YOF:Er3+/Yb3+的上转换发光效率最高,单色性较好。其次,制备不同Yb3+掺杂浓度的YOF:Er3+/Yb3+,首先探究Yb3+掺杂浓度对红绿光的荧光峰值比的影响。研究发现,随着Yb3+离子浓度的升高,红绿光荧光峰值比也随之增高。然后在290 K-550 K之间进行温度传感特性研究。在对两个热耦合能级之间进行温度传感计算,我们发现随着温度T的升高,温度灵敏度S随之升高,在634.6 K达到极大值,超过这个温度之后,温度灵敏度随之下降。在对两个非热耦合能级之间对温度灵敏度进行计算时,我们发现,开始温度灵敏度随着温度的升高而降低,在450 K左右达到最低点,继续升温,温度灵敏度S会随着温度升高而升高。我们制备不同铥离子浓度的YOF:Tm3+/Yb3+,对其上转换发光光谱进行测量,得出YOF:Tm3+/10Yb3+的Tm3+最佳掺杂浓度的比例是0.2%。同时借助功率曲线探究YOF:Tm3+/Yb3+上转换发光过程。在此基础上,探究Er3+和Yb3+浓度变化对YOF:Er3+/Yb3+/Tm3+颜色变化的影响。根据三原色强度比例对颜色的影响,得出YOF:0.6%Er3+/25,30%Yb3+/0.2%Tm3+纳米晶的色坐标处于白光中心范围。通过分析不同功率,不同温度对白光色度的影响,结合功率曲线,分析白光样品保持发光颜色稳定性所需要的条件为恒温,恒定功率。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 本课题研究背景
  •   1.2 稀土上转换发光理论
  •     1.2.1 稀土元素能级结构
  •     1.2.2 稀土离子的上转换发光机理研究
  •   1.3 氟氧化物荧光特性的研究现状
  •   1.4 本论文研究目的和意义
  •   1.5 本论文研究内容
  • 3+/Er3+纳米晶的制备及荧光特性研究'>第2章 YOF:Yb3+/Er3+纳米晶的制备及荧光特性研究
  •   2.1 引言
  • 3+/Er3+纳米晶的制备与表征'>  2.2 YOF:Yb3+/Er3+纳米晶的制备与表征
  •     2.2.1 实验所需要的仪器与材料
  • 3+/Er3+的制备方法及优化'>    2.2.2 YOF:Yb3+/Er3+的制备方法及优化
  • 3+/Er3+的形貌表征'>    2.2.3 YOF:Yb3+/Er3+的形貌表征
  • 3+/Er3+最佳掺杂比和上转换发光机理研究'>  2.3 YOF:Yb3+/Er3+最佳掺杂比和上转换发光机理研究
  • 3+/Er3+最佳掺杂比探究'>    2.3.1 YOF:Yb3+/Er3+最佳掺杂比探究
  • 3+/Er3+上转换发光机制研究'>    2.3.2 YOF:Yb3+/Er3+上转换发光机制研究
  • 6O5F8、Y2O3 荧光特性的对比'>  2.4 YOF、Y6O5F8、Y2O3荧光特性的对比
  •   2.5 本章小结
  • 3+/Er3+纳米晶温度特性研究'>第3章 YOF:Yb3+/Er3+纳米晶温度特性研究
  •   3.1 引言
  • 3+浓度对YOF:Er3+上转换发光强度及荧光峰值比的影响'>  3.2 Yb3+浓度对YOF:Er3+上转换发光强度及荧光峰值比的影响
  • 3+/Er3+基于热耦合能级荧光峰值比的测温特性研究'>  3.3 YOF:Yb3+/Er3+基于热耦合能级荧光峰值比的测温特性研究
  •     3.3.1 基于热耦合能级的荧光峰值比测温理论
  • 3+/Er3+基于热耦合能级温度传感特性研究'>    3.3.2 YOF:Yb3+/Er3+基于热耦合能级温度传感特性研究
  • 3+/Er3+基于非热耦合能级的测温特性研究'>  3.4 YOF:Yb3+/Er3+基于非热耦合能级的测温特性研究
  • 3+/Er3+基于非热耦合能级测温理论简介'>    3.4.1 YOF:Yb3+/Er3+基于非热耦合能级测温理论简介
  • 3+/Er3+基于非热耦合能级温度传感特性研究'>    3.4.2 YOF:Yb3+/Er3+基于非热耦合能级温度传感特性研究
  •   3.5 本章小结
  • 3+/Tm3+/Er3+颜色可调谐上转换荧光特性研究'>第4章 YOF:Yb3+/Tm3+/Er3+颜色可调谐上转换荧光特性研究
  •   4.1 引言
  • 3+/Tm3+/Er3+的上转换荧光颜色调控研究'>  4.2 YOF:Yb3+/Tm3+/Er3+的上转换荧光颜色调控研究
  • 3+/x%Tm3+纳米晶浓度优化'>    4.2.1 YOF:10%Yb3+/x%Tm3+纳米晶浓度优化
  • 3+/x%Tm3+上转换发光原理'>    4.2.2 YOF:10%Yb3+/x%Tm3+上转换发光原理
  • 3+/0.2%Tm3+/y%Er3+白光样品合成及优化'>  4.3 YOF:x%Yb3+/0.2%Tm3+/y%Er3+白光样品合成及优化
  •   4.4 激发光功率对YOF荧光颜色的影响
  •   4.5 温度对YOF荧光颜色的影响
  •   4.6 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杨金硕

    导师: 辛丽

    关键词: 纳米晶,上转换荧光,温度传感,白光

    来源: 哈尔滨工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 物理学,有机化工

    单位: 哈尔滨工业大学

    分类号: O482.31;TQ422

    DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003343

    总页数: 62

    文件大小: 3553K

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