Y2O3：Tb3+和Gd2O3：Tb3+纳米材料的制备及发光性能研究

论文摘要

纳米稀土发光材料由于小尺寸效应和表面效应而具有特殊的发光性质已引起人们的关注。本论文以Y203:Tb3+和Gd203:Tb3+两种纳米晶发光材料为对象,研究它们的制备方法、结构、形貌和发光性能。用共沉淀法和溶胶-凝胶法两种方法制备了纳米Y203:Tb3+和Gd203:Tb3+材料,并用XRD.SEM.FT-IR和PL等对其进行表征,主要内容及得到的一些创新性结论如下：1.采用共沉淀法和溶胶-凝胶法分别制备了Tb3+掺杂的Y203和Gd203纳米材料,两种方法制备的纳米颗粒都呈球形。样品在约700℃完成结晶,比用高温固相法的合成温度低。2.研究了Y203:Tb3+纳米材料的发光性质与退火温度、Tb3+掺杂浓度的关系,并对两种方法制备的样品发光性质进行了比较。结果表明,在357nm的紫外光激发下,Y203:Tb3+纳米晶的最强发射峰均位于543nm处,它来自于Tb3+的4D4-7F5跃迁。样品的激发和发射光谱的强度都随退火温度的升高而增强,且用溶胶-凝胶法制备的样品发射强度比用共沉淀法制备的样品强。用共沉淀法制备Y203:Tb3+纳米材料的最佳掺杂浓度为1%。3.用溶胶-凝胶法制备了Gd203:Tb3+纳米材料,对其结构、形貌和结晶过程等进行了表征,并讨论了退火温度和掺杂浓度与发光性质的关系。XRD和FT-IR结果分析表明,样品的起始结晶温度为600℃。与Y203：Tb3+研究结果不同的是,退火温度从700℃增至800℃时,Gd203:Tb3+的4D4-7F5跃迁发射峰从544nm红移至554nm,且发射强度也随之减弱,这是温度升高使Tb3+所处的环境改变而致使粒子的能级发生变化所造成的。用溶胶-凝胶法制备的Gd203:Tb3+纳米材料最佳掺杂浓度为1.5%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 稀土元素
• 1.2.1 稀土的电子层结构和光谱学性质
• 1.2.2 稀土发光机理
• 1.3 稀土发光材料
• 1.3.1 稀土发光材料概况
• 1.3.2 稀土发光材料的优点
• 1.4 纳米稀土发光材料
• 1.4.1 纳米材料概述
• 1.4.2 纳米稀土发光材料的发光性质
• 1.4.3 纳米稀土发光材料的制备方法
• 3+掺杂的纳米稀土发光材料研究综述'>1.5 Tb³⁺掺杂的纳米稀土发光材料研究综述
• 1.6 论文选题背景及研究内容
• 1.6.1 论文选题背景
• 1.6.2 论文研究内容
• 2O₃：Tb³⁺及其发光性质'>第2章 共沉淀法制备纳米Y₂O₃：Tb³⁺及其发光性质
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 实验设备
• 2.1.3 实验步骤
• 2.2 材料的测试与表征
• 2O₃：Tb³⁺的结构特征及其形貌'>2.2.1 Y₂O₃：Tb³⁺的结构特征及其形貌
• 2O₃：Tb³⁺的光谱性质'>2.2.2 Y₂O₃：Tb³⁺的光谱性质
• 2O₃：Tb³⁺中Tb³⁺的浓度猝灭'>2.2.3 Y₂O₃：Tb³⁺中Tb³⁺的浓度猝灭
• 2.3 本章小结
• 2O₃：Tb³⁺及其发光性质'>第3章 溶胶-凝胶法制备纳米Y₂O₃：Tb³⁺及其发光性质
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要试剂
• 3.1.2 实验设备
• 3.1.3 实验步骤
• 3.2 材料的测试与表征
• 2O₃：Tb³⁺的结构特征及其形貌'>3.2.1 Y₂O₃：Tb³⁺的结构特征及其形貌
• 2O₃：Tb³⁺的光谱性质'>3.2.2 Y₂O₃：Tb³⁺的光谱性质
• 3.3 本章小结
• 2O₃：Tb³⁺的制备及其发光性质'>第4章 纳米Gd₂O₃：Tb³⁺的制备及其发光性质
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要试剂
• 4.1.2 实验设备
• 4.1.3 实验步骤
• 4.2 材料的测试与表征
• 2O₃：Tb³⁺的结构特征及其形貌'>4.2.1 Gd₂O₃：Tb³⁺的结构特征及其形貌
• 2O₃：Tb³⁺的红外光谱'>4.2.2 Gd₂O₃：Tb³⁺的红外光谱
• 2O₃：Tb³⁺的发光性质'>4.2.3 Gd₂O₃：Tb³⁺的发光性质
• 2O₃：Tb³⁺中Tb³⁺的浓度猝灭'>4.2.4 Gd₂O₃：Tb³⁺中Tb³⁺的浓度猝灭
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录