铝酸盐中过渡金属离子Mn 4+ /Cr 3+ 敏化稀土离子Yb 3+ /Nd 3+ 的近红外发光
发布时间：2021-06-25 12:57
发光是物质基于由非热辐射产生的光辐射现象。利用光致发光材料可以对一些光源发射光的波长进行转换。波长为1000 nm的近红外辐射能量恰好位于硅基太阳能电池的能带之上,因此用宽带吸收的近红外发光材料作为太阳光谱转换材料与硅基太阳能电池结合,有望大幅提高其能量转换效率。本文采用固相法合成了 Cr3+,Yb3+离子共掺杂的LaMgAl11O19近红外光致发光材料,采用熔融盐法合成了 Mn4+,Yb3+/Nd3+离子共掺杂的Y3A15012近红外光致发光材料。并对上述近红外发光材料的发光性能和能量传递机理进行了研究。Cr3+,Yb3+离子共掺杂的LaMgAl11O19荧光材料能吸收宽带从紫外光到可见光区域的光子的能量,然后向外辐射出对应于Yb3+离子的2F5/2→2F7/2跃迁的波长约为980nm的近红外光。在基质LaMgAl11O19中,能量从Cr3+离子和Cr3+-Cr3+离子对通过声子辅助能量传递转移到Yb3+离子。详细研究了不同掺杂浓度及不同温度下该荧光材料的发光性能。分析认为,Cr3+,Yb3+离子共掺杂的LaMgAl11O19荧光材料有可能发展成为一种光谱转换材料,用以提高硅基太阳能...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ｄ３组态能级的Ｔａｎａｂｅ－Ｓｕｇａｎｏ图??（２）三价镧系稀土离子Ｙｂ３＋／Ｎｄ３＋的能级结构［２３］??通过大量理论论证和实验证明，证实了三价镧系稀土离子的４尸电子组态激??
物发光（生物化学反应的结果）等。［２４１［２５］??２．２光致发光过程??如图２－１所示，当一个分子、原子或纳米结构的轨道电子从激发态跃迁至其??基态的过程中放出一个光子的能量时，就会产生荧光。其激发和发？过程分别如??公式（２－１）和（２－２）所示：??Ｓ〇?＋?ｈｖｅｘ?—＊?Ｓｉ?（２－１）??－＞?Ｓ〇?＋?ｈｖｅｍ?＋?ｈｅａｔ?（２－２）??在上式中，／ｌ是普朗克常数，ｖｅｘ和ｖｅｗ分别是激发光和发射光的频率，／ｉｖｅ；ｅ??和／ｉｖｅｍ则分别是激发光和发射光单个光子的能量，激发光和发射光的特定频率??取决于特定的系统。ＳＱ被称为发光材料的基态，＼是基态电子的第一个激发态。??但不是所有的物质都可以发光，因为辐射过程通常存在各种相互竞争的途径??来弛豫。它可以经由非福射驰豫（淬灭）途径回到基态，在其中，激发能被耗散??为热振动。??在大多数情况下，发射光的波长较长，因此比吸收的辐射能量更低，最典型??的例子是荧光吸收人眼不可见的紫外区域辐射能量
图２－２供体与受体间的共振能量传递示意图??（２）声子辅助能量传递ｌ２４］ｆ２５】??如图２－３所示，当供体和受体之间发生能量传递时对应的能级存在一个能量??差值为ＡＥ的能量间隙时，是无法将供体的能量通过共振能量传递的方式转移到??受体的。这时候需要从光致发光材料基质中吸收或者发射声子补偿供体能级与受??体能级之间的能量间隙，使供体向受体传递能量的过程中保持能量守恒。我们称??这种传递方式为声子辅助能Ｓ：传递（Ｐｈｏｎｏｎ?Ａｓｓｉｓｔｅｄ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｔｒａｎｓｆｅｒ）。??在供体通过声子辅助能量传递向受体转移能量的过程中，参与的声子数可能??是一两个，也可能是多个。而关于声子辅肋能量传递，Ｍｉｙａｋａｗａ和Ｄｅｘｔｅｒ提出??了公式（２－３）来描述多声子参与下的系统能量传递几率：??Ｗ（ｎ）?＝?Ｗ（０）ｅｘｐ（—ａＡＥ）?（２－３?）??其中Ｗ（ｎ）是ｎ声子参与时的系统能量传递几率，Ｗ（０）是无声子参与时系统??能量的传递几率，ａ是发光材料基质晶格的电子－声子耦合系数，ＡＥ是供体和受体??之间发生能量传递时对应能级的能量差值。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展[J]. 刘政,孙丽宁,施利毅,张登松. 化学进展. 2011(01)
本文编号：3249245
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?ｄ３组态能级的Ｔａｎａｂｅ－Ｓｕｇａｎｏ图??（２）三价镧系稀土离子Ｙｂ３＋／Ｎｄ３＋的能级结构［２３］??通过大量理论论证和实验证明，证实了三价镧系稀土离子的４尸电子组态激??
物发光（生物化学反应的结果）等。［２４１［２５］??２．２光致发光过程??如图２－１所示，当一个分子、原子或纳米结构的轨道电子从激发态跃迁至其??基态的过程中放出一个光子的能量时，就会产生荧光。其激发和发？过程分别如??公式（２－１）和（２－２）所示：??Ｓ〇?＋?ｈｖｅｘ?—＊?Ｓｉ?（２－１）??－＞?Ｓ〇?＋?ｈｖｅｍ?＋?ｈｅａｔ?（２－２）??在上式中，／ｌ是普朗克常数，ｖｅｘ和ｖｅｗ分别是激发光和发射光的频率，／ｉｖｅ；ｅ??和／ｉｖｅｍ则分别是激发光和发射光单个光子的能量，激发光和发射光的特定频率??取决于特定的系统。ＳＱ被称为发光材料的基态，＼是基态电子的第一个激发态。??但不是所有的物质都可以发光，因为辐射过程通常存在各种相互竞争的途径??来弛豫。它可以经由非福射驰豫（淬灭）途径回到基态，在其中，激发能被耗散??为热振动。??在大多数情况下，发射光的波长较长，因此比吸收的辐射能量更低，最典型??的例子是荧光吸收人眼不可见的紫外区域辐射能量
图２－２供体与受体间的共振能量传递示意图??（２）声子辅助能量传递ｌ２４］ｆ２５】??如图２－３所示，当供体和受体之间发生能量传递时对应的能级存在一个能量??差值为ＡＥ的能量间隙时，是无法将供体的能量通过共振能量传递的方式转移到??受体的。这时候需要从光致发光材料基质中吸收或者发射声子补偿供体能级与受??体能级之间的能量间隙，使供体向受体传递能量的过程中保持能量守恒。我们称??这种传递方式为声子辅助能Ｓ：传递（Ｐｈｏｎｏｎ?Ａｓｓｉｓｔｅｄ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｔｒａｎｓｆｅｒ）。??在供体通过声子辅助能量传递向受体转移能量的过程中，参与的声子数可能??是一两个，也可能是多个。而关于声子辅肋能量传递，Ｍｉｙａｋａｗａ和Ｄｅｘｔｅｒ提出??了公式（２－３）来描述多声子参与下的系统能量传递几率：??Ｗ（ｎ）?＝?Ｗ（０）ｅｘｐ（—ａＡＥ）?（２－３?）??其中Ｗ（ｎ）是ｎ声子参与时的系统能量传递几率，Ｗ（０）是无声子参与时系统??能量的传递几率，ａ是发光材料基质晶格的电子－声子耦合系数，ＡＥ是供体和受体??之间发生能量传递时对应能级的能量差值。??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展[J]. 刘政,孙丽宁,施利毅,张登松. 化学进展. 2011(01)
本文编号：3249245
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3249245.html
