稀土掺杂硅酸盐荧光粉与氟氧化物微晶玻璃的制备和发光性能研究

论文摘要

近年来,稀土掺杂发光材料引起了人们的广泛关注。其中,荧光粉和稀土掺杂微晶玻璃材料因其优异的光学、化学、热学、机械等特性被广泛应用在各个领域。例如,在白色发光二极管（White Light Emitting Diodes,W-LEDs）、荧光显示、生物影像、光纤通信、温度传感等领域。随着芯片技术的不断发展,近紫外LED芯片激发的荧光粉成为目前发光材料领域重要的研究课题。荧光粉的热稳定性、显色指数、发光效率等因素限制了其在W-LEDs领域的应用,因此找到一种在近紫外激发下实现高效白光发射的荧光粉具有重要的研究价值。氟氧化物微晶玻璃是一种新型复合材料,兼具了氟化物纳米晶体的低声子能特性和玻璃基质优良的化学、机械稳定性。因此,开展新型氟氧化物透明微晶玻璃在温度传感方面的研究具有深远的意义。本论文研究内容如下:1.Bi3+/Eu3+共掺杂Ba2Y2Si4O13荧光粉的可调发光及其能量传递研究:采用高温固相法制备了颜色可调、可实现白光发射的Bi3+/Eu3+共掺杂Ba2Y2Si4O13荧光粉。在近紫外激发下,Ba2Y2Si4O13:Bi3+荧光粉拥有两个分别位于414和503 nm的发光峰。这两个发光峰是由于Bi3+离子占据Ba2Y2Si4O13中两个不同阳离子格位产生的。不同格位的Bi3+离子到Eu3+离子的能量传递效率均在60%以上。通过调节Eu3+的掺杂浓度及激发波长,Ba2Y2Si4O13:Bi3+,Eu3+荧光粉实现了发光可调及白光发射。Ba2Y2Si4O13:3%Bi3+,20%Eu3+荧光粉展现出优异的热稳定特性。在473K时,其发射强度是温度为298 K时的82.6%。所有结果表明Ba2Y2Si4O13:Bi3+,Eu3+荧光粉在W-LEDs上有潜在的应用价值。2.Yb3+/Tm3+共掺透明NaY2F7微晶玻璃的温度传感性能研究:通过熔融淬冷及析晶工艺技术成功制备了Yb3+/Tm3+共掺含NaY2F7纳米晶的氟氧化物微晶玻璃。热处理后,在玻璃基质中析出了正交晶系NaY2F7纳米晶。在980 nm激发下,所有样品都展现出Tm3+离子的特征发射(1G4→3H6,1G4→3F4,3F2,3→3H6)。相较前驱体玻璃（PG）,微晶玻璃（GC）中上转换发光强度得到明显的增强。这个现象进一步说明Tm3+/Yb3+离子已经富集到具有低声子能的NaY2F7纳米晶中。980 nm激发下以Tm3+离子的3F4和3F2,3能级作为热耦合能级探究了GC样品在307-567 K温度范围内的温度传感性能,GC样品的最大相对灵敏度为1.6%K-1。所有结果表明,Yb3+/Tm3+共掺含NaY2F7纳米晶的氟氧化物微晶玻璃在光学温度传感方面有潜在的应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 发光简介
•     1.2.1 发光概念
•     1.2.2 光致发光过程
•     1.2.3 上转换发光机理
•     1.2.4 浓度猝灭与温度猝灭
•     1.2.5 FIR技术测温
•   1.3 白光LED用荧光粉
•   1.4 稀土掺杂微晶玻璃概述
•   1.5 本论文主要工作
• 2Y₂Si₄O₁₃:Bi³⁺/Eu³⁺荧光粉的可调发光及能量传递研究'>2 Ba₂Y₂Si₄O₁₃:Bi³⁺/Eu³⁺荧光粉的可调发光及能量传递研究
•   2.1 引言
•   2.2 实验
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 结构分析
•     2.3.2 发光性能研究
•     2.3.3 热猝灭性能研究
•   2.4 本章小结
• 2F₇:Tm³⁺/Yb³⁺微晶玻璃的温度传感性能研究'>3 NaY₂F₇:Tm³⁺/Yb³⁺微晶玻璃的温度传感性能研究
•   3.1 引言
•   3.2 实验
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 结构分析
•     3.3.2 上转换发光性质研究
•     3.3.3 基于FIR技术的温度传感性能研究
•   3.4 本章小结
• 4 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋伟慧

导师: 郭海,陈莉萍

关键词: 上转换发光,能量传递,荧光粉,微晶玻璃,荧光强度比

来源: 浙江师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,无机化工,有机化工

单位: 浙江师范大学

分类号: TQ422;TQ171.733;O482.31

DOI: 10.27464/d.cnki.gzsfu.2019.000033

总页数: 54

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