稀土上转换发光材料性能研究

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯UDc-⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．密级⋯公⋯亚⋯⋯暑哦≯产篝’硕士研究生学位论文稀土上转换发光材料性能研究申请人：学号：培养单位：学科专业：研究方向：指导教师：完成日期：李晓鹏2090882电子工程学院物理电子学激光超快技术高亚臣教授2014年3月20日中文摘要稀土掺杂上转换发光材料在激光防伪、三维立体显示、生物荧光成像、免疫和DNA检测等领域都有着广泛的应用。加强基础理论研究，研究新的制备方法和基质材料，进一步提高发光效率是现阶段该领域的研究热点。本论文研究利用溶胶．凝胶法制备稀土离子掺杂Ti02上转换发光材料。

2、具体研究内容如下：(1)采用溶胶．凝胶法制备了E一离子掺杂和Er3+／yb3+离子共掺的Ti02上转换荧光粉。利用980nm激光器研究了样品的上转换发光性能。研究发现，E一、yb3+掺杂浓度对发光效率有很大影响。随着稀土离子掺杂浓度的增加，样品发光强度逐渐增加，当E一掺杂浓度为lm01％，yb3+浓度为10m01％时，样品的上转换发光效率最高，继续增加稀土掺杂浓度，发光强度减小。(2)在制备TiOz纳米晶时，加入油酸作为表面修饰剂。研究发现，油酸的加入量对合成的材料的形貌和发光效率有影响。随着油酸加入量的增加，纳米粒子的表面

3、形貌逐渐从大面积团聚到分散均匀，但样品的上转换发光强度减勇蜀。(3)大功率激光照射时，灼烧温度远高于马弗炉额定温度。使用大功率激光器灼烧干凝胶，制备Ti02荧光粉。研究发现，当激光器的驱动电流为2．0A时，制备出的发光材料为锐钛矿晶型的Ti02与金红石晶型Ti02的混合体。当电流升高到5．0A时，制备的发光材料为单一晶型的金红石结构。观察样品的SEM照片发现，所用激光器的驱动电流越大，粒子团聚性越强。测试样品的上转换性能发现，随着激光功率的增大，合成的样品的发光强度先升高后减弱，当激光器驱动电流为3．0A时，合成的材料发光效

4、率最高。关键词：上转换；稀土：二氧化钛：溶胶凝胶法-I．黑龙江大学硕士学位论文AbstractTherareearthdopedup—conversionluminescencematerialsareusedwidelyinlaseranti—counterfeiting，three—dimensionaldisplay，bioluminesceneeimaging，immune，DNAtestingandotherfields．Nowadays，theresearchonfoundationtheories，newpre

5、parationmethodsandnewmatrixmaterialshasbecomethehotspots．Inthispaper，westudiedtheluminescenceoftherareearthdopedTi02up-conversionsamplessynthesizedbysol—gelmethodTheresearchisdescribedindetailasfollows：(1)Er3+andEr3+／Yb3+CO—dopedTi02samplesweresynthsizedbysol-gelme

6、thod．Theup-conversionluminescenceofthesampleswasinvestigatedusing980nmlaser．Itwasfoundthat，theEpandYb3+dopingconcentrationhasagreatinfluenceontheluminousefficiency．Theup—conversionluminescenceintensityincreaseswiththerareearthconcentration．Whenthedopedconcentration

7、ofEr3+andYb3+islm01％and10m01％respectively，theTi02showsthehighestconversionluminousefficiency．Whenincreasesfurthertheconcentrationofrareearth，theluminousintensitydecreases．(2)WesynthesizedtheTi02nano-crystalsbyusingoleicacidassurfactant．Theresultsindicatethattheamou

8、ntofoleicacidhasinfluenceonthesurfacetopographyandup—conversionluminousefficiency．Withtheoleicacidincreasing，thenanopartiele’Ssurfacetopographych