稀土發(fā)光材料的制備及下轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、本篇論文主要研究了BaGd2ZnO5：Dy3+，Yb3+納米晶體、BaGd2ZnO5：Nd3+，Yb3+、Gd(PO3)3：Ce3+，Yb3+和 BaGd2ZnO5：Ce3+，Yb3+熒光粉的下轉(zhuǎn)換發(fā)光過程，研究了其光致發(fā)光光譜，并結(jié)合能級(jí)圖，得出摻雜離子的能量傳遞機(jī)理，計(jì)算了下轉(zhuǎn)換能量傳遞效率和量子效率。其主要內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）通過溶膠凝膠法合成了BaGd2ZnO5：0.5mol％Dy3+，xmol%Yb3+(x=0,

2、0.5,1,3,7,10)熒光粉材料，用X射線衍射圖譜表征樣品為純相，并用掃描電鏡得到了樣品為桿狀顆粒，半徑大約為500nm。在971nm激發(fā)下，測量了熒光粉不同激發(fā)功率密度下的發(fā)射譜線，發(fā)射藍(lán)光、綠光和近紅外光。此外，測量了354nm激發(fā)下從可見光到紅外光范圍的發(fā)射譜，結(jié)合Dy3+和Yb3+的能級(jí)圖，分析并研究了其下轉(zhuǎn)換能量傳遞過程，得出Dy3+與Yb3+間發(fā)生了近紅外量子剪裁，測量了樣品的發(fā)光壽命曲線，最終計(jì)算得到熒光粉的最大量子效

3、率為158.0%。
　?。?）采用高溫固相法制備了Nd3+和Yb3+共摻雜的BaGd2ZnO5熒光粉，測量了樣品的X射線衍射圖譜，證明樣品為純相。通過激發(fā)、發(fā)射譜和能級(jí)圖，證明Nd3+與Yb3+間發(fā)生了能量傳遞，通過測量發(fā)光衰減曲線，得到了樣品的壽命，在不考慮濃度猝滅的情況下，計(jì)算得到了最大的能量傳遞效率，為31.9%。
　?。?）采用高溫固相法成功制備了Ce3+和Yb3+摻雜的Gd(PO3)3熒光粉，測量了樣品的X射線衍射

4、圖譜，證明樣品為純相。通過激發(fā)、發(fā)射譜和能級(jí)圖，證明了Ce3+和Yb3+之間發(fā)生了共合作量子剪裁，通過發(fā)光衰減曲線，計(jì)算其最大量子效率為123.7%。由于該下轉(zhuǎn)換材料具備寬帶吸收、窄帶發(fā)射和高能量傳遞效率等特點(diǎn)，可有效的用在硅基太陽能電池上來提高轉(zhuǎn)換效率。
　　（4）通過溶膠凝膠法制備了Yb3+摻雜的BaGd2ZnO5熒光粉，后期實(shí)驗(yàn)的需要，又采用相同方法制備了Er3+和Yb3+摻雜BaGd2ZnO5熒光粉和Ce3+和Yb3+摻雜

5、的BaGd2ZnO5熒光粉，XRD證明樣品為純相。此外，測量了熒光粉的激發(fā)譜和發(fā)射譜，研究并分析了基質(zhì)與Yb3+之間的能量傳遞機(jī)理。此外，為證明該能量傳遞的有效性，將BaGd2ZnO5：Yb3+與BaGd2ZnO5：Er3+，Yb3+的激發(fā)譜強(qiáng)度進(jìn)行了對比，最終得出從BaGd2ZnO5基質(zhì)到Y(jié)b3+能量傳遞是有效的。之后，發(fā)現(xiàn)在BaGd2ZnO5：Yb3+中摻入Ce3+后，得到了從230nm到400nm的寬帶激發(fā)譜，峰值在261nm和3