稀土离子掺杂荧光材料的光温传感性质研究

发布时间：2017-12-17 08:06

  本文关键词：稀土离子掺杂荧光材料的光温传感性质研究

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【摘要】：近年来,稀土离子掺杂材料在光温传感领域受到了越来越广泛的关注。相比于传统温度传感器而言,基于稀土离子掺杂纳米材料的光学温度传感器拥有非接触式,高敏感度和高精度等优点。作为光温探测法的一种,基于测量稀土离子两个热耦合能级荧光强度的荧光强度比(FIR)技术具有抗外界干扰能力强和抗激发功率噪声强等特点,从而成为近年来的研究热点。本文采用Er~(3+)离子、Yb~(3+)离子和Eu~(3+)离子作为掺杂离子,选择纳米材料作为基质材料研究了MF_2(M=Ba,Ca,Sr)透明玻璃陶瓷、Y_2O_3纳米棒以及Gd_2O_3纳米棒的光温传感性质。具体内容如下:通过高温熔融淬火法制备了Eu~(3+)离子掺杂的BaF_2、CaF2和Sr F2透明玻璃陶瓷。采用X射线衍射,透射电镜等测试方法表征了其结构和形貌。测试了Eu~(3+)离子掺杂的MF_2(M=Ba,Ca,Sr)透明玻璃陶瓷的激发谱及其在392 nm波长激发下随温度变化的发射谱。根据实验数据计算了样品的荧光热淬灭比并拟合了荧光强度比和光温传感敏感度,并与其它材料进行了对比分析。通过水热法合成了Y_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米棒,并通过改变PH值调节了其形貌尺寸。通过X射线衍射,扫描电镜等手段对其结构和形貌尺寸进行了表征。测试了Y_2O_3纳米棒掺杂不同浓度Yb~(3+)离子的上转换光谱,并结合稀土离子能级讨论了其能量传递机制。测试了Y_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米棒的变温光谱,并基于荧光强度比(FIR)研究了其光温传感性质。通过水热法合成了直径为50 nm左右的Gd_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米棒,并通过改变PH值调节了其形貌尺寸。采用X射线衍射,扫描电镜等手段表征了其结构和形貌尺寸。讨论了Gd_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米棒的上转换光温传感性质,并进行了基于FIR温度性质的研究。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ171.733;TQ422

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本文编号：1299339