钒酸钇基发光材料的制备及温度传感特性研究
发布时间:2020-12-25 13:53
目前稀土掺杂发光材料作为温度传感器被大量研究,能够实现准确的温度测量、提高测温灵敏度一直是众多科研工作者为之努力的方向。本文以钒酸钇(YVO4)作为基质,选择与Y3+离子半径相近的Eu3+、Pr3+、Er3+和Yb3+稀土离子,成功合成了稀土离子掺杂钒酸钇发光材料。对制备的样品进行XRD、SEM和发光特性的表征。研究了掺杂浓度对钒酸钇相结构和发光特性的影响,基于荧光强度比技术研究了样品的温度传感特性。具体研究内容如下:采用水热法制备了 Eu3+离子掺杂YVO4荧光粉,通过XRD、SEM对其结构和形貌进行表征。XRD结果表明不同浓度的Eu3+离子的掺杂并没有改变YVO4相结构,SEM表明制备的荧光粉为不规则颗粒状,尺寸不均匀,最大颗粒尺寸可达4μm。在398nm激发下,样品的发光峰主要集中在可见光范围,最佳掺杂浓度为8%Eu3+。在303K-623K...
【文章来源】:长春理工大学吉林省
【文章页数】:89 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
化学元素周期表
第1章绪论4式又分为两种:第一种,辐射跃迁,第二种,非辐射跃迁。辐射跃迁会以光的形式发出光子,而非辐射跃迁则不发出光子,通过声子间的振动将能量消散。稀土离子的4f轨道电子的跃迁又称4f-4f跃迁,依据能级跃迁规则,4f-4f轨道内各电子宇称守恒,电偶极子跃迁矩阵元为零,因此在自由电子不具备此跃迁的能力,但自由电子处于晶体场中时,由于受到晶体的作用,打破了原本的宇称守恒,所以4f-4f跃迁是可以的[43]。下图为正三价稀土离子的电子组态组图[44]。图1.2稀土离子4f轨道电子能级图
第1章绪论7结晶度低的亚稳相四方结构的LaVO4,并对其结构进行了探究。紧接着weiliuFan[57-58]等人通过大量的实验探究论证了PH值和镧源对最终产物形貌的影响,然而对于物相之间的晶型转变的解释不太清楚。Jia等人[59]通过大量的实验重点研究了了EDTA的鳌合机理,并探究了其荧光性质。Sun等人[60]成功制备了YVO4纳米晶体,使用沉淀法机理进一步阐述了制备的纳米晶体的成长原理。图1.5钒酸钇晶体结构1.3.2钒酸钇发光材料研究现状以钒酸盐作为基质材料的发光体系中,在紫外区域有一个很宽的吸收带,分析发现紫外区的强吸收带来源于VO基团。他们分析钒酸盐体系发光机理时认为,此类发光材料是通过基质中的VO基团和激活剂之间传递能量,发光示意图如图1.6所示。具体发光过程为:VO基团吸收紫外光子,将处于基态的O2-(2P)激发至V5+(3d)能级;处于激发态的粒子紧随其后通过stokes频移至亚稳态;最后,处于亚稳态的电子通过发射一个可见光子(蓝绿光)返回到基态。因此,总结发现钒酸钇晶体的发光原理是通过VO基团内部离子的能级跃迁产生的,研究学者在YPO4中也发现类似现象[61]。
【参考文献】:
期刊论文
[1]YVO4:Eu3+,Bi3+红色荧光粉的水热合成及其荧光性能[J]. 韦庆敏,李秀英,许石桦,刘国聪,黄国保,罗志辉. 材料研究学报. 2019(05)
[2]YVO4∶Yb3+,Er3+纳米粒子颜色可控的高色纯度上转换发光[J]. 付姚,史月,王朝阳,邢明铭,田莹,罗昔贤,冷静. 发光学报. 2017(01)
[3]Ce3+浓度对YVO4:Ce3+晶体发光性能的影响[J]. 杨广武,杨瑞霞,张守超,朱飞. 无机材料学报. 2016(10)
[4]Er3+∶YVO4中Er3+的光谱参数计算[J]. 陈英,陈晓波,陈鸾,刘大禾,宋增福,李永良,李崧,曾永志,吴正龙,张春林,王亚非,郭敬华. 光谱学与光谱分析. 2010(07)
[5]Yb:YVO4多晶粉体的合成与性能表征[J]. 张学建,张莹,孙晶,宁纪奎,吕灼菲,李轶,张寒贫,刘景和. 硅酸盐学报. 2008(02)
[6](Y,G d)(P,V)O4∶Eu3+荧光粉的发光特性[J]. 赵晓霞,谢宜华,王晓君,陈宝玖,赖华生,狄卫华. 发光学报. 2006(02)
[7]铒镱双掺的钒酸钇和铌酸锂晶体中的铒离子的上转换发光(英文)[J]. 阮永丰,坪井泰住,杜天敏. 人工晶体学报. 2004(04)
[8]钒酸盐化合物热稳定性研究[J]. 朱玉霞,汪燮卿. 石油学报(石油加工). 2003(03)
[9]HoYb:YVO4的上转换发光研究[J]. 陈晓波,刘凯,庄健,王国文,陈创天. 物理学报. 2002(03)
[10]钒酸钇(YVO4)单晶的水热生长[J]. 蒋培植,肖超亮,刘晓峰,许燕峰,许涛. 人工晶体学报. 1997(Z1)
硕士论文
[1]掺杂钒酸钇材料的发光性质研究[D]. 杜燕云.上海师范大学 2009
[2]Er,Yb:Y0.5Gd0.5VO4VO4晶体生长与光谱性质的研究[D]. 黄晓辉.福州大学 2005
本文编号:2937781
【文章来源】:长春理工大学吉林省
【文章页数】:89 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
化学元素周期表
第1章绪论4式又分为两种:第一种,辐射跃迁,第二种,非辐射跃迁。辐射跃迁会以光的形式发出光子,而非辐射跃迁则不发出光子,通过声子间的振动将能量消散。稀土离子的4f轨道电子的跃迁又称4f-4f跃迁,依据能级跃迁规则,4f-4f轨道内各电子宇称守恒,电偶极子跃迁矩阵元为零,因此在自由电子不具备此跃迁的能力,但自由电子处于晶体场中时,由于受到晶体的作用,打破了原本的宇称守恒,所以4f-4f跃迁是可以的[43]。下图为正三价稀土离子的电子组态组图[44]。图1.2稀土离子4f轨道电子能级图
第1章绪论7结晶度低的亚稳相四方结构的LaVO4,并对其结构进行了探究。紧接着weiliuFan[57-58]等人通过大量的实验探究论证了PH值和镧源对最终产物形貌的影响,然而对于物相之间的晶型转变的解释不太清楚。Jia等人[59]通过大量的实验重点研究了了EDTA的鳌合机理,并探究了其荧光性质。Sun等人[60]成功制备了YVO4纳米晶体,使用沉淀法机理进一步阐述了制备的纳米晶体的成长原理。图1.5钒酸钇晶体结构1.3.2钒酸钇发光材料研究现状以钒酸盐作为基质材料的发光体系中,在紫外区域有一个很宽的吸收带,分析发现紫外区的强吸收带来源于VO基团。他们分析钒酸盐体系发光机理时认为,此类发光材料是通过基质中的VO基团和激活剂之间传递能量,发光示意图如图1.6所示。具体发光过程为:VO基团吸收紫外光子,将处于基态的O2-(2P)激发至V5+(3d)能级;处于激发态的粒子紧随其后通过stokes频移至亚稳态;最后,处于亚稳态的电子通过发射一个可见光子(蓝绿光)返回到基态。因此,总结发现钒酸钇晶体的发光原理是通过VO基团内部离子的能级跃迁产生的,研究学者在YPO4中也发现类似现象[61]。
【参考文献】:
期刊论文
[1]YVO4:Eu3+,Bi3+红色荧光粉的水热合成及其荧光性能[J]. 韦庆敏,李秀英,许石桦,刘国聪,黄国保,罗志辉. 材料研究学报. 2019(05)
[2]YVO4∶Yb3+,Er3+纳米粒子颜色可控的高色纯度上转换发光[J]. 付姚,史月,王朝阳,邢明铭,田莹,罗昔贤,冷静. 发光学报. 2017(01)
[3]Ce3+浓度对YVO4:Ce3+晶体发光性能的影响[J]. 杨广武,杨瑞霞,张守超,朱飞. 无机材料学报. 2016(10)
[4]Er3+∶YVO4中Er3+的光谱参数计算[J]. 陈英,陈晓波,陈鸾,刘大禾,宋增福,李永良,李崧,曾永志,吴正龙,张春林,王亚非,郭敬华. 光谱学与光谱分析. 2010(07)
[5]Yb:YVO4多晶粉体的合成与性能表征[J]. 张学建,张莹,孙晶,宁纪奎,吕灼菲,李轶,张寒贫,刘景和. 硅酸盐学报. 2008(02)
[6](Y,G d)(P,V)O4∶Eu3+荧光粉的发光特性[J]. 赵晓霞,谢宜华,王晓君,陈宝玖,赖华生,狄卫华. 发光学报. 2006(02)
[7]铒镱双掺的钒酸钇和铌酸锂晶体中的铒离子的上转换发光(英文)[J]. 阮永丰,坪井泰住,杜天敏. 人工晶体学报. 2004(04)
[8]钒酸盐化合物热稳定性研究[J]. 朱玉霞,汪燮卿. 石油学报(石油加工). 2003(03)
[9]HoYb:YVO4的上转换发光研究[J]. 陈晓波,刘凯,庄健,王国文,陈创天. 物理学报. 2002(03)
[10]钒酸钇(YVO4)单晶的水热生长[J]. 蒋培植,肖超亮,刘晓峰,许燕峰,许涛. 人工晶体学报. 1997(Z1)
硕士论文
[1]掺杂钒酸钇材料的发光性质研究[D]. 杜燕云.上海师范大学 2009
[2]Er,Yb:Y0.5Gd0.5VO4VO4晶体生长与光谱性质的研究[D]. 黄晓辉.福州大学 2005
本文编号:2937781
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