稀土离子掺杂GdF3和Gd4O3F6的合成及发光性质研究

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1、分类号：Ｏ６９单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５３３２２４６密级：公开吉林大学硕士学位论文学术举位（）稀土离子掺杂ＧｄＦ３和Ｇｄ４Ｏ３Ｆ６的合成及发光性质研究ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈｉｏｎｓｄｏｐｅｄＧｄＦ３ａｎｄＧＣｄ４Ｏ３Ｆ６作者姓名：李祎专业：应用化学研究方向：光功能材料指导教师：邹海峰教授培养单位：化学学院２０１８年６月稀土离子掺杂ＧｄＦｊＧｄ４〇３Ｆ６的合成及发光性质研宄Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｌｕｍｉｎｅｓｃ

2、ｅｎｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈｉｏｎｓｄｏｅｄＧｄＦ３ａｎｄＧｃＵＣｂＦｅｐ作者姓名：李祎专业名称：应用化学指导教师：邹海峰教授学位类别：工学硕士答辩日期：劝／没年女月？日丨未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指

3、导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：ｉｆ曰期：年４月ｋ曰稀土离子掺杂GdF3和Gd4O3F6的合成及发光性质研究摘要稀土氟化物具有宽光谱窗口和高带隙的特性，可以使掺杂离子发生电子跃迁并且避免自我吸收，并且它的低声子能的特性可以有效减少激发能级的能量淬灭，这些优异的光学特性可以延长发光时间，提高量子效率，从而得到更优质的发光材料。作为稀土掺

4、杂发光材料的良好基质，稀土氟化物已经应用于很多领域，例如发光器件、光放大器、显示器和化学传感器等。此外，稀土氟氧化物既具有氟化物低声子能的优点，又具有氧化物热稳定性强的优点。氧元素的存在可以通过O2-—Ln3+电荷迁移带来增宽激发范围、增强发射强度。所以稀土离子掺杂氟氧化物对于上转换和下转换发光材料来说都是理想的基质，其被认为是最有研究价值的基质之一。同时，由于氟氧化物的电负性高、化学稳定性和热稳定性高，其在生物传感器、光学纳米器件、荧光粉、X射线增感屏和高效太阳能电池领域得到广泛的应用。钆基质的化合物中Gd3+可以作为中间介质，使能量通过Gd3+的晶格传递，加速了能量传递

5、的过程。适当的向钆基质的化合物中掺杂多种镧系离子，可以得到多色发光。本论文以含钆氟化物和氟氧化物为研究对象，围绕结构调控和光色调节问题进行相关研究，主要研究成果如下：1、采用酒石酸为沉淀剂，通过改变溶剂组成比例、pH值、酒石酸用量、反应时间等实验参数得到了不同形貌、不同晶相的GdF3。随着水和乙醇用量的改变，GdF3纳米颗粒形貌呈现出明显的变化。在溶液组成等其它条件完全相同的情况下，控制反应时间就可控制正交相和六方相GdF3的生成。对比不同形貌的GdF3+3:Eu发光效果，可以发现混合形貌具有最佳的发光强度。通过对比不同晶相的发光强度，可以发现六方相的GdF3+3:Eu更有

6、利于发光。2、采用离子液体[OMIm]BF4辅助水热法及后续煅烧的方法合成了Gd4O3F6，研究了不同稀土离子掺杂的Gd4O3F6的上/下转换发光性质。通过掺杂不同稀土离子，实现了多色发光。并合成了一系列Gd3+3+4O3F6:Dy/Eu共掺杂样品，详细讨论了Dy3+/Eu3+之间能量传递机理。且通过对Gd3+3+4O3F6:Yb/Ln(Ln=Er,Ho)I的上转换发光性质和能量传递的探索，得出Gd3+3+4O3F6:10%Yb,1%Er,和Gd3+3+4O3F6:10%Yb,1%Ho的上转换发光机制分别是双光子和三光子过程。关键词：GdF3，Gd4O3F6，多种形貌，晶相

7、转换，上/下转换发光IISynthesisandluminescencepropertiesofrareearthionsdopedGdF3andGd4O3F6AbstractRare-earthfluorideshaveabroadspectralwindowandhighbandgapproperties,allowingtheelectronictransitionofdopingionstooccurandavoidself-absorption.Itslowphononenergycaneffective