GdNbO 4 ∶Er 3+ /Yb 3+ 荧光粉的上转换发光与温度特性
发布时间：2021-11-13 02:04
采用传统高温固相法制备了GdNbO4∶10%Yb3+,x%Er3+荧光粉。利用XRD对样品的晶体结构进行了分析,结果表明所得的样品为纯相。在980nm光纤激光器激发下,测量了样品的上转换发射光谱,实验发现样品发生了浓度猝灭。利用荧光强度比（FIR）方法研究了GdNbO4∶Yb3+/Er3+荧光粉的温度传感特性,结果表明灵敏度随温度的升高先增大后减小。建立了Er3+的两个绿色发射能级的温度猝灭物理模型并用其成功解释了样品的绿色上转换发光温度猝灭现象。
【文章来源】：发光学报. 2017,38(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
℃下制备的GdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，5，15)荧光粉的XＲD图谱和标准卡片JPCDSNo．22-1104的衍射图样
，5，15)荧光粉的XＲD图谱和标准卡片JPCDSNo．22-1104的衍射图样Fig．1XＲDpatternsofGdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，5，15)phosphorspreparedat1250℃andstand-arddiffractionpatternsinJCPDSNo．22-11043．2固定Yb3+双掺GdNbO4荧光粉上转换发光对于稀土掺杂发光材料，作为激活中心的稀土离子浓度直接影响着材料的发光性质。为了研究GdNbO4∶Yb3+，Er3+荧光粉中Er3+的浓度猝灭行为，在980nm光纤激光器激发下(工作电流为1．0A)测量了样品的上转换发射光谱，结果如图2所示。从图2可以看出，光谱中各发射带的线形并没有因Er3+浓度而发生变化，Er3+浓度只影响着样品的发射强度。这是由于Er3+的4f层电子被外层的5s和5p电子所屏蔽，所以4fn组态内的f-f跃迁不受GdNbO4晶场的影响。从图中还图2在980nm激发下GdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，3，5，7，10，15)荧光粉的上转换发射光谱，工作电流为1．0A。插图为上转换发光强度的积分与Er3+掺杂摩尔分数的依赖关系。Fig．2UpconvensionluminescencespectraofGdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，3，5，7，10，15)phos-phorsexcitedby980nmlaserworkingon1．0Acurrent．InsetshowsthedependenceofintegratedupconversionintensityonEr3+dopingmolefraction．可以看到发射峰发生了劈裂，其中2H11/2→4I15/2劈裂为4个峰，中心波长分别为520，525，529，533nm;4S3/2→4I15/2劈裂为2个峰，中心波长分别为545nm和554nm;4F9/2→4I15/2劈裂为2个峰，中心波长分别为656nm和672nm。绿光发射较强(2H11/2→4I15/2、S3/2→4I15/2)，红
672nm。绿光发射较强(2H11/2→4I15/2、S3/2→4I15/2)，红光发射较弱(4F9/2→4I15/2)。插图为上转换发光强度的积分与Er3+摩尔分数的依赖关系。可以看出，绿色、红色上转换发光强度随着Er3+摩尔分数的增加呈现先增大后减小的趋势，说明样品在高掺杂浓度时发生了浓度猝灭。此时从图中可以看出Er3+最佳的掺杂摩尔分数为7%。3．3光学温度传感为了研究Yb3+，Er3+共掺杂GdNbO4荧光粉的光学温度传感特性，我们测量了该荧光粉在不同温度下的上转换光谱。图3为980nm激发下GdNbO4∶10%Yb3+，7%Er3+荧光粉样品在不同温度下上转换发射光谱，样品温度范围为303～513K，温度间隔为ΔT=15K，激光的工作电流为0．5A。在测量的过程中，样品不是一直被980nm激光持续照射，而是测量完每一个数据都会关闭一段时间(约15min)。扫描速度设定为2400nm/min，采用瞬间测量来尽可能地避免激光辐照产生的热效应所引起的上转换发光的猝灭。从图3可以看到，随温度的升高，2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁发射的强度逐渐降低，说明发生了温度猝灭。通过观察还可以看到，2H11/2→4I15/2与4S3/2→4I15/2跃迁发射的强度比发生了明显变化，在低温时，4S3/2→4I15/2跃迁发射强度比2H11/2→4I15/2跃迁发射强度大;而在高温时，4S3/2→4I15/2的强度比2H11/2→4I15/2强度校这是由图3在980nm激发下，GdNbO4∶10%Yb3+，7%Er3+荧光粉在30～240℃温度范围的上转换发射光谱。Fig．3UpconversionemissionspectraofGd
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对ALn（MoO4）2∶Er3+荧光粉发光性质的影响[J]. 王轶卓,张艳秋,林成新,陈宝玖. 发光学报. 2015(12)
[2]Er3+/Yb3+共掺杂氧氟硼硅酸盐微晶玻璃绿色上转换发光的温度特性[J]. 林杨杨,陈铠炀,唐霞艳,赵士龙,徐时清. 发光学报. 2015(09)
[3]掺杂浓度对BaGd2ZnO5∶Er3+/Yb3+荧光粉上转换发光的影响[J]. 李树伟,孙佳石,石琳琳,周天民,李香萍,张金苏,陈宝玖. 光子学报. 2015(08)
[4]Concentration effect and temperature quenching of upconversion luminescence in Ba Gd2ZnO5:Er3+/Yb3+ phosphor[J]. 周天民,张艳秋,吴中立,陈宝玖. Journal of Rare Earths. 2015(07)
[5]Ba5SiO4Cl6:Yb3+,Er3+,Li+荧光粉的制备及上转换发光性质研究[J]. 杨健芝,邱建备,杨正文,宋志国,杨勇,周大成. 物理学报. 2015(13)
[6]980nm LD泵浦Er3+/Yb3+共掺Y2O3纳米粉所致热效应的研究[J]. 郑龙江,高晓阳,刘海龙,李冰,许晨曦. 光谱学与光谱分析. 2013(01)
[7]Nd:GdNbO4的制备、结构与发光[J]. 谭晓靓,蒋庆辉,张庆礼,宁凯杰,周文龙,殷绍唐. 量子电子学报. 2011(05)
本文编号：3492089
【文章来源】：发光学报. 2017,38(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
℃下制备的GdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，5，15)荧光粉的XＲD图谱和标准卡片JPCDSNo．22-1104的衍射图样
，5，15)荧光粉的XＲD图谱和标准卡片JPCDSNo．22-1104的衍射图样Fig．1XＲDpatternsofGdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，5，15)phosphorspreparedat1250℃andstand-arddiffractionpatternsinJCPDSNo．22-11043．2固定Yb3+双掺GdNbO4荧光粉上转换发光对于稀土掺杂发光材料，作为激活中心的稀土离子浓度直接影响着材料的发光性质。为了研究GdNbO4∶Yb3+，Er3+荧光粉中Er3+的浓度猝灭行为，在980nm光纤激光器激发下(工作电流为1．0A)测量了样品的上转换发射光谱，结果如图2所示。从图2可以看出，光谱中各发射带的线形并没有因Er3+浓度而发生变化，Er3+浓度只影响着样品的发射强度。这是由于Er3+的4f层电子被外层的5s和5p电子所屏蔽，所以4fn组态内的f-f跃迁不受GdNbO4晶场的影响。从图中还图2在980nm激发下GdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，3，5，7，10，15)荧光粉的上转换发射光谱，工作电流为1．0A。插图为上转换发光强度的积分与Er3+掺杂摩尔分数的依赖关系。Fig．2UpconvensionluminescencespectraofGdNbO4∶10%Yb3+，x%Er3+(x=1，3，5，7，10，15)phos-phorsexcitedby980nmlaserworkingon1．0Acurrent．InsetshowsthedependenceofintegratedupconversionintensityonEr3+dopingmolefraction．可以看到发射峰发生了劈裂，其中2H11/2→4I15/2劈裂为4个峰，中心波长分别为520，525，529，533nm;4S3/2→4I15/2劈裂为2个峰，中心波长分别为545nm和554nm;4F9/2→4I15/2劈裂为2个峰，中心波长分别为656nm和672nm。绿光发射较强(2H11/2→4I15/2、S3/2→4I15/2)，红
672nm。绿光发射较强(2H11/2→4I15/2、S3/2→4I15/2)，红光发射较弱(4F9/2→4I15/2)。插图为上转换发光强度的积分与Er3+摩尔分数的依赖关系。可以看出，绿色、红色上转换发光强度随着Er3+摩尔分数的增加呈现先增大后减小的趋势，说明样品在高掺杂浓度时发生了浓度猝灭。此时从图中可以看出Er3+最佳的掺杂摩尔分数为7%。3．3光学温度传感为了研究Yb3+，Er3+共掺杂GdNbO4荧光粉的光学温度传感特性，我们测量了该荧光粉在不同温度下的上转换光谱。图3为980nm激发下GdNbO4∶10%Yb3+，7%Er3+荧光粉样品在不同温度下上转换发射光谱，样品温度范围为303～513K，温度间隔为ΔT=15K，激光的工作电流为0．5A。在测量的过程中，样品不是一直被980nm激光持续照射，而是测量完每一个数据都会关闭一段时间(约15min)。扫描速度设定为2400nm/min，采用瞬间测量来尽可能地避免激光辐照产生的热效应所引起的上转换发光的猝灭。从图3可以看到，随温度的升高，2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁发射的强度逐渐降低，说明发生了温度猝灭。通过观察还可以看到，2H11/2→4I15/2与4S3/2→4I15/2跃迁发射的强度比发生了明显变化，在低温时，4S3/2→4I15/2跃迁发射强度比2H11/2→4I15/2跃迁发射强度大;而在高温时，4S3/2→4I15/2的强度比2H11/2→4I15/2强度校这是由图3在980nm激发下，GdNbO4∶10%Yb3+，7%Er3+荧光粉在30～240℃温度范围的上转换发射光谱。Fig．3UpconversionemissionspectraofGd
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度对ALn（MoO4）2∶Er3+荧光粉发光性质的影响[J]. 王轶卓,张艳秋,林成新,陈宝玖. 发光学报. 2015(12)
[2]Er3+/Yb3+共掺杂氧氟硼硅酸盐微晶玻璃绿色上转换发光的温度特性[J]. 林杨杨,陈铠炀,唐霞艳,赵士龙,徐时清. 发光学报. 2015(09)
[3]掺杂浓度对BaGd2ZnO5∶Er3+/Yb3+荧光粉上转换发光的影响[J]. 李树伟,孙佳石,石琳琳,周天民,李香萍,张金苏,陈宝玖. 光子学报. 2015(08)
[4]Concentration effect and temperature quenching of upconversion luminescence in Ba Gd2ZnO5:Er3+/Yb3+ phosphor[J]. 周天民,张艳秋,吴中立,陈宝玖. Journal of Rare Earths. 2015(07)
[5]Ba5SiO4Cl6:Yb3+,Er3+,Li+荧光粉的制备及上转换发光性质研究[J]. 杨健芝,邱建备,杨正文,宋志国,杨勇,周大成. 物理学报. 2015(13)
[6]980nm LD泵浦Er3+/Yb3+共掺Y2O3纳米粉所致热效应的研究[J]. 郑龙江,高晓阳,刘海龙,李冰,许晨曦. 光谱学与光谱分析. 2013(01)
[7]Nd:GdNbO4的制备、结构与发光[J]. 谭晓靓,蒋庆辉,张庆礼,宁凯杰,周文龙,殷绍唐. 量子电子学报. 2011(05)
本文编号：3492089
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3492089.html
