稀土掺杂的硅铝酸盐和掺Tm2O3微球的发光特性研究

论文摘要

长余辉发光材料的研究已有百年历史,经历了硫化物长余辉发光材料和氧化物发光材料两代,第二代长余辉发光材料可以说是一种绿色材料,其应用也十分广泛。我们首先对长余辉发光材料的基本概念,常用的制备方法,出现的几种能量传输机理模型进行了概述,然后对长余辉发光材料的研究现状进行了总结,并阐述了自己的研究思路。介绍了实验的详细方法和样品的性能测试手段。利用高温固相法合成了xSrO-yAl2O3-zSiO2（x,y,z=1,2,3）:Eu3+,Dy3+系列陶瓷结构长余辉发光材料,利用X射线衍射（XRD）,荧光光谱,余辉衰减曲线等手段对样品的性能进行了研究。发现样品中的Sr/Al和Al/Si对样品的发光性能都有影响,但是Sr/Al的比值对样品的影响要远大于Al/Si比对样品的影响。随着Sr/Al的比值逐渐增大,样品受到365nm激发产生的发射谱的主峰位逐渐变小,在Sr/Al的比值相同的地方还会出现阶梯状平台;同时样品的激发谱主峰也由原来的单一峰位变成多峰位。而样品的性能随Al/Si比的变化则呈现无规律状态。另外,我们还研究了掺杂Tm3+的高折射率TiBa玻璃微球和掺杂Er3+/Yb3+的硅酸盐玻璃微粒,分别使用633nm和976nm激光对样品进行激发。测量了TiBa玻璃以及该材料微球的发光,绘出了荧光发射强度随泵浦光功率的变化曲线并进行了拟合,证实其发光为双光子吸收发光;在微球的荧光光谱上发现了很强的形貌共振峰;利用Mie理论公式对共振峰间隔进行了计算,实验结果与计算结果相符。测量了掺Er3+/Yb3+的硅酸盐玻璃微粒的荧光光谱,绘制了荧光发射强度随泵浦光功率的变化曲线并进行了拟合,并证实其发光也是双光子吸收发光。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概述
• 1.1 发光材料的基本概念
• 1.2 发光材料的发展历史
• 1.3 发光材料的制备方法
• 1.3.1 高温固相法
• 1.3.2 溶胶-凝胶（Sol-Gel）法
• 1.3.3 燃烧法
• 1.3.4 化学沉淀法
• 1.3.5 水热合成法
• 1.3.6 微波辐射合成法
• 1.4 发光机理
• 1.4.1 载流子传输模型
• 1.4.2 位型坐标模型
• 1.4.3 隧穿效应模型
• 1.4.4 双光子吸收模型
• 1.4.5 VK心模型
• 1.4.6 能量传递模型
• 1.4.7 空轨道模型
• 1.4.8 空穴电子对模型
• 1.5 激活离子的种类和性质
• 1.5.1 稀土离子
• 1.5.2 过渡离子和其他金属离子
• 1.6 发光材料的研究现状及选题思路
• 1.6.1 研究现状
• 1.6.2 选题思路
• 2O₃-zSiO₂陶瓷结构样品的制备及性能研究'>第2章 xSrO-yAl₂O₃-zSiO₂陶瓷结构样品的制备及性能研究
• 2.1 前言
• 2O₃-zSiO₂样品的制备'>2.2 xSrO-yAl₂O₃-zSiO₂样品的制备
• 2.3 性能表征
• 2.3.1 性能表征项介绍
• 2.3.2 样品性能测试
• 2Al₂SiO₇掺杂Eu²⁺，Dy³⁺的性能'>2.3.3 Sr₂Al₂SiO₇掺杂Eu²⁺，Dy³⁺的性能
• 2Al₂SiO₇系列样品的制备及性能研究'>2.4 M₂Al₂SiO₇系列样品的制备及性能研究
• 2.5 结论
• 第3章 稀土掺杂玻璃微球的制备及性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 稀土掺杂玻璃微球的制备及性能测试
• 3.2.1 微球的制备
• 3.2.2 微球性能测试
• 3.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢