蛋白石光子晶体增强ZnO:Yb 3+ /Er 3+ 上转换发光研究
发布时间：2021-01-25 08:43
稀土离子由于其独特的电子层结构使得稀土掺杂的上转换发光材料具有其它发光材料所不具有的许多优异性能。上转换发光材料,即具有通过吸收两个或多个低能量光子而发出高能量光子的新材料,由于在太阳能电池、激光制冷、生物成像等方面具有广阔的应用前景,这种材料的制备及其特性研究受到了广泛的关注。传统的上转换发光基质材料通常为氟化物和氧化物。目前以氟化物为基质的上转换材料研究很多,并取得了许多成果,但其稳定性和导电性差等限制其应用。氧化锌具有较低的声子能量,且化学稳定性高,对环境友好,这使得它有可能成为较理想的用于上转换发光的基质材料。本文以氧化锌为基质材料展开研究,具体进行了以下工作:通过简单易控的水热法成功制备ZnO:Yt3+/Er3+上转换粉末。利用XRD、SEM、TEM、EDS和紫外可见分光光度计（Uv-vis）对样品的物相、结构、形貌、表面元素等进行了表征。使用荧光分光光度计对上转换光致发光（UCPL）性能进行检测。ZnO:Yb3+/Er3+样品在980nm激发下产生660nm的红光发射。并研究了Yb3+掺杂浓度对上转换发光的影响,结果表明最佳掺杂浓度是20 mol%,浓度再增加时会发生反向能...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－８?ＺｎＯ的晶体结构示意图??
但并不破坏ＺｎＯ的晶体结构［８１’８２］。因此可知，Ｙｂ２０３单元主要位于ＺｎＯ??的晶粒间界。在退火过程中，掺杂离子会在ＺｎＯ的晶界上形成一些晶体结构。??比较图２－２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）可知，Ｙｂ２〇３的衍射峰强度随着Ｙｂ３＋浓度的升高而增??强。在退火处理之后，样品的结晶度得到改善。由于Ｙｂ３＋的浓度与ＥＰ相比非常??高，所以在Ｅｒ３＋，Ｙｂ３＋共掺杂的ＺｎＯ样品中没有观察到与Ｅｒ２０３对应的Ｘ射线衍??射峰［８３］。??，?ＪＣＰＤＳ?３６－１４５１???ｌ?Ｉ??｜?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ?Ｉ?■?，????Ａ?Ａ?ｋ?＞?Ａｊ．?．??３????－＿Ａ＿ａ?＾?．?Ａ?．?ｂ?．??＾?Ｉ?ｃ??＜／）??｜?Ｉ?，?＞?Ｉ?ｄ??ｅ??ＪＣＰＤＳ?４１－１１０６??＿ｊ?ｉ?ｌ?ｉ?ｉ?ｉｉｉ?ｉＩ＊ｉｉ？＊Ｉｉｉｉｉ＊ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?？?ｉ?ｉ?ｔ??２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０?／?ｄｅｇｒｅｅ??图２－２不同掺杂浓度ＺｎＯ：Ｙｂ３＋／Ｅｒ３＋荧光粉的ＸＲＤ谱图（ａ）未退火的ＺｎＯ：Ｙｂ３＋／Ｅｒ３＋?（ｂ）??退火后的?ＺｎＯｉｌＯｎ／ｏＹｔ＾＋ｙ／ｏＥｒ＾?（ｃ）退火后的?ＺｎＯ：１５％Ｙｂ３＋，２％Ｅｒ３＋?（ｄ）退火后的??ＺｎＯ：２０％Ｙｂ３＋，２％Ｅｒ３＋（ｅ）退火后的?ＺｎＯ：３０％Ｙｂ３＋，２％Ｅｒ３＋??图２－３显示了晶面（１０１）在３５°－４０°范围内的ＸＲＤ放大图。它清楚地表明
图２－３在ＺｎＯ的（１０１）晶面在２０＝?３６．２５。附近的ＸＲＤ的变化??２．３．２样品的形貌和成分分析??图２－４显示退火后不同掺杂浓度的ＺｎＯ：?ＹｂＡＥＰ的ＳＥＭ图像。没有使用封??端剂，因此它们在ＳＥＭ图像中呈现为团聚物。图中疏松带孔的片状物是ＺｎＯ，??边界析出的微小颗粒是Ｙｂ２〇３。观察图２－４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）可看出，随着掺杂浓??度的增加，Ｙｂ２０３颗粒也越多。图２－５是分别对样品ＳＥＭ图２－３（ａ）Ａ和Ｂ两处进??行能谱分析后得到的ＺｎＯｉＹｂＡＥｒ３—的ＥＤＳ能谱图。根据ＥＤＳ结果，可看出样??品中含有两个相；图２－５（ａ）图显示ＺｎＯ是主要相，（ｂ）图显示Ｙｂ２０３是主要的相，??这与ＸＲＤ的结果相一致。虽然Ｅｒ＾离子含量少，能谱图中也可以看出确实有Ｅｒ??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米Ag颗粒掺杂方式对NaYF4∶Yb3+/Er3+上转换发光材料发光性能的影响[J]. 郭聪,张海明,张晶晶,姬子晔,吴磊. 人工晶体学报. 2016(02)
[2]稀土掺杂上转换发光材料的研究进展[J]. 张冬冬,何桂琴. 广西轻工业. 2011(09)
[3]光子晶体制备技术和应用研究进展[J]. 倪培根. 物理学报. 2010(01)
[4]纳米TiO2基质掺杂稀土离子Er3+和Yb3+的上转换发光特性[J]. 于辉,尚庆坤,王红丹,孔祥贵. 分子科学学报. 2007(02)
[5]聚苯乙烯光子晶体的制备及其在传感中的应用[J]. 谈勇,杨可靖,曹跃霞,周蓉,陈明,钱卫平. 化学学报. 2004(20)
[6]燃烧法合成SrAl12O19∶Eu2+[J]. 刘胜利,陈征,郭舜之. 发光学报. 2002(06)
[7]燃烧法合成纳米长余辉发光材料BaAl2O4:Eu,Nd[J]. 丁红,张静娴,刘应亮,杨培慧,冯德雄. 暨南大学学报(自然科学与医学版). 2002(03)
[8]用脉冲激光溅射法制备的Yb3+和Er3+共掺杂氟化物薄膜的上转换发光[J]. 秦冠仕,秦伟平,陈宝玖,吴长峰,吕少哲,黄世华. 中国稀土学报. 2001(06)
[9]稀土纳米复合氧化物RE2O3∶Eu（RE=Y,Gd）的制备及特性[J]. 姚疆,孙聆东,钱程,傅雪峰,廖春生,严纯华. 中国稀土学报. 2001(05)
[10]共沉淀法制备长余辉荧光粉[J]. 李晓云,陆天长. 新型建筑材料. 2001(04)
本文编号：2998932
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－８?ＺｎＯ的晶体结构示意图??
但并不破坏ＺｎＯ的晶体结构［８１’８２］。因此可知，Ｙｂ２０３单元主要位于ＺｎＯ??的晶粒间界。在退火过程中，掺杂离子会在ＺｎＯ的晶界上形成一些晶体结构。??比较图２－２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）可知，Ｙｂ２〇３的衍射峰强度随着Ｙｂ３＋浓度的升高而增??强。在退火处理之后，样品的结晶度得到改善。由于Ｙｂ３＋的浓度与ＥＰ相比非常??高，所以在Ｅｒ３＋，Ｙｂ３＋共掺杂的ＺｎＯ样品中没有观察到与Ｅｒ２０３对应的Ｘ射线衍??射峰［８３］。??，?ＪＣＰＤＳ?３６－１４５１???ｌ?Ｉ??｜?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ?Ｉ?■?，????Ａ?Ａ?ｋ?＞?Ａｊ．?．??３????－＿Ａ＿ａ?＾?．?Ａ?．?ｂ?．??＾?Ｉ?ｃ??＜／）??｜?Ｉ?，?＞?Ｉ?ｄ??ｅ??ＪＣＰＤＳ?４１－１１０６??＿ｊ?ｉ?ｌ?ｉ?ｉ?ｉｉｉ?ｉＩ＊ｉｉ？＊Ｉｉｉｉｉ＊ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?？?ｉ?ｉ?ｔ??２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??２０?／?ｄｅｇｒｅｅ??图２－２不同掺杂浓度ＺｎＯ：Ｙｂ３＋／Ｅｒ３＋荧光粉的ＸＲＤ谱图（ａ）未退火的ＺｎＯ：Ｙｂ３＋／Ｅｒ３＋?（ｂ）??退火后的?ＺｎＯｉｌＯｎ／ｏＹｔ＾＋ｙ／ｏＥｒ＾?（ｃ）退火后的?ＺｎＯ：１５％Ｙｂ３＋，２％Ｅｒ３＋?（ｄ）退火后的??ＺｎＯ：２０％Ｙｂ３＋，２％Ｅｒ３＋（ｅ）退火后的?ＺｎＯ：３０％Ｙｂ３＋，２％Ｅｒ３＋??图２－３显示了晶面（１０１）在３５°－４０°范围内的ＸＲＤ放大图。它清楚地表明
图２－３在ＺｎＯ的（１０１）晶面在２０＝?３６．２５。附近的ＸＲＤ的变化??２．３．２样品的形貌和成分分析??图２－４显示退火后不同掺杂浓度的ＺｎＯ：?ＹｂＡＥＰ的ＳＥＭ图像。没有使用封??端剂，因此它们在ＳＥＭ图像中呈现为团聚物。图中疏松带孔的片状物是ＺｎＯ，??边界析出的微小颗粒是Ｙｂ２〇３。观察图２－４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）可看出，随着掺杂浓??度的增加，Ｙｂ２０３颗粒也越多。图２－５是分别对样品ＳＥＭ图２－３（ａ）Ａ和Ｂ两处进??行能谱分析后得到的ＺｎＯｉＹｂＡＥｒ３—的ＥＤＳ能谱图。根据ＥＤＳ结果，可看出样??品中含有两个相；图２－５（ａ）图显示ＺｎＯ是主要相，（ｂ）图显示Ｙｂ２０３是主要的相，??这与ＸＲＤ的结果相一致。虽然Ｅｒ＾离子含量少，能谱图中也可以看出确实有Ｅｒ??２１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米Ag颗粒掺杂方式对NaYF4∶Yb3+/Er3+上转换发光材料发光性能的影响[J]. 郭聪,张海明,张晶晶,姬子晔,吴磊. 人工晶体学报. 2016(02)
[2]稀土掺杂上转换发光材料的研究进展[J]. 张冬冬,何桂琴. 广西轻工业. 2011(09)
[3]光子晶体制备技术和应用研究进展[J]. 倪培根. 物理学报. 2010(01)
[4]纳米TiO2基质掺杂稀土离子Er3+和Yb3+的上转换发光特性[J]. 于辉,尚庆坤,王红丹,孔祥贵. 分子科学学报. 2007(02)
[5]聚苯乙烯光子晶体的制备及其在传感中的应用[J]. 谈勇,杨可靖,曹跃霞,周蓉,陈明,钱卫平. 化学学报. 2004(20)
[6]燃烧法合成SrAl12O19∶Eu2+[J]. 刘胜利,陈征,郭舜之. 发光学报. 2002(06)
[7]燃烧法合成纳米长余辉发光材料BaAl2O4:Eu,Nd[J]. 丁红,张静娴,刘应亮,杨培慧,冯德雄. 暨南大学学报(自然科学与医学版). 2002(03)
[8]用脉冲激光溅射法制备的Yb3+和Er3+共掺杂氟化物薄膜的上转换发光[J]. 秦冠仕,秦伟平,陈宝玖,吴长峰,吕少哲,黄世华. 中国稀土学报. 2001(06)
[9]稀土纳米复合氧化物RE2O3∶Eu（RE=Y,Gd）的制备及特性[J]. 姚疆,孙聆东,钱程,傅雪峰,廖春生,严纯华. 中国稀土学报. 2001(05)
[10]共沉淀法制备长余辉荧光粉[J]. 李晓云,陆天长. 新型建筑材料. 2001(04)
本文编号：2998932
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/2998932.html
