稀土离子掺杂氟化物的设计及其红色上转换发光性能

发布时间：2021-05-20 04:01

　　稀土离子掺杂上转换发光材料是指吸收两个或多个低能量的光子,发出高能光子的一种新型荧光材料,它具有毒性低、化学性质稳定、荧光性能好等优点,因而在生物医学成像、光学防伪、太阳能电池、光催化等领域具有巨大的潜在应用价值,近年来,成为众多学者研究的一个热点。在生物检测领域,位于600-700nm范围内的红色光穿透生物组织更深,受生物组织散射所损失的能量更少,因此红色上转换发光具有更大的生物应用价值,而具有高纯度、单波段的红色上转换发光纳米颗粒更适合作为生物标签。但是由于三价稀土离子4f-4f能级之间存在大的非辐射跃迁,很难获得纯红色上转换发光,因此制备高性能红色上转换发光纳米颗粒、改善发光纯度是本论文的研究重点。本文围绕基质氟化物的设计和调控,来调节Er3+、Ho3+的红色上转换发光性能,主要开展了如下工作:首先,为了增强Er3+的上转换发光,并调整发光的红绿比,采用Sc3+掺杂取代基质材料中的Gd3+,来调控稀土发光中心周围的晶体场,合成了系列NaGd（1x-）（Scx）F4:Yb/Er纳米晶。实验发现随着Sc3+的掺入,生成了新的晶相Na3ScF6材料,当采用980nm红外光激发样品时,探... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：120 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
中文摘要
ABSTRACT
序
第一章 引言
    1.1 稀土发光材料
        1.1.1 稀土发光材料的分类
        1.1.2 稀土发光的优点
        1.1.3 稀土发光材料的制备方法
    1.2 稀土发光理论
    1.3 上转换发光能量传递方式
        1.3.1 激发态吸收(Excited-State Absorption ESA)
        1.3.2 能量传递上转换(Energy Transfer Upconversion ETU)
        1.3.3 光子雪崩(Photon Avalanche PA)
    1.4 研究进展
        1.4.1 钪基氟化物的研究进展
        1.4.2 红色上转换发光的研究进展
    1.5 本论文的研究内容和意义
        1.5.1 研究的意义
        1.5.2 本文主要工作
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂和仪器设备
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 实验合成
    2.3 材料测试与表征
        2.3.1 X射线衍射仪(XRD)
        2.3.2 扫描电镜(SEM)+能谱分析(EDS)
        2.3.3 透射电镜(TEM)
        2.3.4 荧光光谱仪(PL)
第二章 Er~(3+)掺杂钪基氟化物的制备及上转换发光
    3.1 Sc~(3+)掺杂增强NaGd_((1-x))Sc_xF_4:Yb/Er的上转换红光
    3.2 NaScF_4:Yb/Er的合成及其上转换发光的调节
    3.3 ScF_3、NaScF_4、(NH_4)_2NaScF_6的可控合成与上转换发光性能
    3.4 (NH_4)_2NaScF_6的合成与上转换发光性能
    3.5 本章结论
第四章 Ce~(3+)共掺杂对氟化物基质中Ho~(3+)上转换红光的影响
    4.1 LiGdF_4:Yb/Ho/Ce纳米棒的红色上转换发光及增强
    4.2 NaGdF_4:Yb/Ho/Ce共掺杂体系中Ho~(3+)的上转换红绿比变化
    4.3 本章结论
第五章 Mn~(2+)共掺杂氟化物基质中Ho~(3+)的上转换发光特性
    5.1 Mn~(2+)掺杂对NaLuF_4:Yb/Ho形貌和发光性能的影响
    5.2 合成温度对NaLuF_4:Yb/Ho/Mn纳米晶形貌和发光性能的影响
    5.4 本章结论
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读博士期间取得成果
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]Yb3+-Tb3+共掺杂β-NaYF4纳米晶的上转换发光特性研究[J]. 张阳熠,江锡顺,董可秀,林其斌,葛秀涛.  中国稀土学报. 2016(05)
[2]Er3+/Yb3+共掺NaYF4/LiYF4微米晶体的上转换荧光特性[J]. 高伟,董军,王瑞博,王朝晋,郑海荣.  物理学报. 2016(08)
[3]X射线晶体学的百年辉煌[J]. 马礼敦.  物理学进展. 2014(02)



本文编号：3197048