稀土掺杂复合氟化物纳米颗粒的控制合成及发光性能研究

发布时间：2019-08-10 08:07

【摘要】：上转换(UC)过程是通过多光子吸收或能量传递将低能光(通常为近红外或红外光)转换为高能光(紫外光或可见光),这一现象可在一些稀土掺杂纳米材料中观察到。由于此过程与Stokes定律相违背,因此上转换发光也被称为反-Stokes现象。稀土氟化物和复合氟化物由于既有稀土元素独特的电子层结构又有氟化物独有的较低晶格振动能量而成为理想的上转换发光基质材料,稀土氟化物发光纳米材料还具有毒性低、生物穿透性深和荧光寿命长等优点而被广泛应用于荧光成像、生物标签、固体激光器和平板显示等领域。本文研究的主要目的在于合成小尺寸、发光强、形貌规则、单分散的稀土掺杂复合氟化物纳米颗粒,使之应用于荧光成像或固体激光器中。目前,稀土掺杂复合氟化物纳米颗粒的主要合成方法有溶胶-凝胶法、溶剂/水热法和热分解法等。考虑到热分解法克服了溶胶-凝胶法易使样品团聚和溶剂/水热法易使样品掺入杂质的缺点,我们选择在真空条件下,在油酸、十八烯等高沸点有机溶剂混合溶液中热分解对应的稀土前驱体和碱土金属前驱体,制备了Yb3+/Er3+共掺杂的尺寸小、形貌规则、单分散的Ba2GdF7、Ba4Y3F17和LiBaF3纳米颗粒,并采用XRD对样品进行了物相分析。使用透射电镜(TEM)观察样品的尺寸大小和形貌。在980 nm半导体激光器激发下,采用荧光分光光度计测量了样品的发光光谱。本文主要内容分为以下三个部分:(1)利用热分解法制备了Ba_2GdF_7纳米颗粒,Yb3+和Er3+的最佳掺杂浓度分别为20%mol和4%mol。XRD分析结果显示Ba2GdF7纳米颗粒的晶相为立方相,TEM分析结果显示Ba2Gd F7纳米颗粒的形貌近似为立方,平均尺寸约为14 nm。(2)在310℃反应温度下,利用热分解法制备了Ba4Y3F17纳米颗粒,Yb3+和Er3+的最佳掺杂浓度分别为20%mol和2%mol。XRD、TEM分析结果显示Ba4Y3F17纳米颗粒的形貌近似为立方,晶相为六方相,平均尺寸约为9 nm。(3)利用热分解法在以表面活性剂、分散剂、稳定剂为油酸,溶剂为十八烯的混合溶液中制备LiBaF3纳米颗粒,Yb3+和Er3+的最佳掺杂浓度分别为20%mol和2%mol。XRD、TEM分析结果显示Li BaF3纳米颗粒的形貌近似为立方,晶相为立方相,平均尺寸约为18 nm。
【学位授予单位】：内蒙古师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O611.4;TB383.1

【参考文献】