稀土掺杂氟氧化物玻璃上转换发光性质的研究

《稀土掺杂氟氧化物玻璃上转换发光性质的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、---------------------------------------------------------------------------------------------------稀土掺杂氟氧化物玻璃上转换发光性质的研究中山大学博士学位论文姓名：冯丽申请学位级别：博士专业：无机化学指导教师：苏锵20070524冯丽中山大学博士学位论文专业：无机化学博士生：冯丽导师：苏锵院士摘要稀土掺杂上转换发光材料在很多方面都有潜在应用，例如可应用于可见和近红外激光，三维立体显示、红外探测、荧光防伪以及生物医疗诊断和温度传感器等领域。因此，近年来稀土

2、掺杂不同玻璃的上转换发光得到了广泛的研究。在此背景下，我们制得了一系列Ｈ０３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋、Ｔｂ３＋和Ｙｂ３＋离子掺杂的氟氧化物玻璃，并对他们的上转换发光性质进行了研究，主要研究内容和结果如下：我们利用高温固相法合成ＴＨｏ”、Ｅｒ３＋和Ｔｍ３＋离子掺———————————————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------------------杂的新型

3、氟氧化物玻璃Ｓｉ０２．Ａ１２０３．Ｎａ２０．ＺｎＦ２。测量了它们的吸收光谱，利用Ｊｕｄｄ．Ｏｆｅｌｔ理论计算得到了Ｈｏ”离子单掺玻璃的三个Ｊ．０强度参数Ｑ２、Ｑ４和Ｑ６分别为５．８４ｘ１０艺ｏｃｍ２，２．３８ｘ１０锄ｃｍ２，１．７５×１０珈ｃｍ２；Ｅｒ３＋离子单掺玻璃的三个Ｊ．Ｏ强度参数分别为６．０８×１０’２０ｃｍ２，２．６５ｘ１０‘２０ｃｍ２，１．１１×１０’２０ｃｍ２；Ｔｍ３＋离子单掺样品的三个Ｊ．Ｏ强度参数分别为５．０２ｘ１０。２０ｃｍ２，１．８８×１０珈ｃｍ２，０．９６ｘ１０‘２０ｃｍ２。我们也把通过Ｊｕｄｄ．Ｏｆｅｌｔ理论得到的三个Ｊ．０强

4、度参数总和与利用Ｓｕ所给的直线关系计算的值进行了比较，发现两值符合的很好。此外，我们也根据三个Ｊ．０强度参数分别计算了Ｈｏ”、Ｅｒ３＋和Ｔｍ３＋单掺玻璃的辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。为了更好的利用Ｊｕｄｄ．Ｏｆｅｌｔ理论对所制备玻璃的性能进行说明，我们检测了直接激发下Ｈ０３＋、Ｅｒ３＋和Ｔｍ３＋离子单掺样品的下转换发光光谱。在４５４ｎｔｎ激发下，观测到Ｈｏ”离子单掺样品在可见区有四个发射带，分别对应于３Ｆ３＿’１８，’Ｆ４，’Ｓ２一’１８，’Ｆ５—３１８和３Ｓ２＿’１７跃迁。在这四个辐射跃迁中，’Ｆ４，’Ｓ２一’１８跃迁发射最强，用Ｊｕｄｄ．Ｏ

5、ｆｅｌｔ理论计算得到的这个跃迁的辐射跃迁几率也最大，说明了实验和理中文摘要———————————————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------------------论是符合的。在５２２ｎｌ＇ｎ激发下，观测多ＪＥｒ３＋离子单掺样品在近红外区有一个４１１３，２＿４Ｉｔｓａ跃迁发射，并测得４１１３／２能级的寿命为３．０ｍｓ。根据Ｊｕｄｄ．Ｏｆｅｌｔ理论计算得到

6、的辐射寿命和荧光分支比的数据，分别计算了４１１３／２能级的量子效率为４２．１％，４１１３／２＿４１１５／２跃迁的受激发射截面为４．８３×１０‘２１ｃｍ２。在３５８ｎｌｎ激发下，观测到Ｔｍ３＋离子单掺样品在可见区有１Ｄ２＿３Ｆ４，１Ｇ４＿３Ｈ６，１Ｄ２＿３Ｈ５和‘Ｄ２—３Ｈ４四个跃迁发射。在这四个跃迁中，１Ｄ２＿３Ｆ４跃迁是最强的发射跃迁，而Ｊ．０理论计算结果也表明１Ｄ２＿３Ｆ４跃迁的辐射跃迁几率最大。在１Ｄ２—３Ｆ４，１Ｄ２—３Ｈ５和１Ｄ２＿３Ｈ４这三个跃迁中，１Ｄ２＿３Ｆ４跃迁的荧光分支比也是最大的。这些都表明实验结果跟Ｊ．Ｏ理论计算的结果一致。——

7、—————————————————————————————————————————————---------------------------------------------------------------------------------------------------研究－Ｔ９８０ｎｌｉｌ激光激发下Ｈ０３十／Ｙｂ３＋、Ｅｒ３＋／ｙｂ３＋和Ｔｍ３＋／Ｙｂ３＋离子共掺样品的上转换发光性质。Ｈ０３＋厂ｎ３＋共掺样品在５４６和６６１ｎｌｎ处呈现了强烈的绿光和红光发射。并且红光的强度远远大于绿光，这在其它共掺样品中并不多见。绿光和红光发射强度

8、与泵浦功率的关系表明它们都是两光子吸收过程。Ｅｒ３＋／ｙｂ３＋共掺样品在可见光范围内有三个上转