稀土離子摻雜的NaYF4微納米晶的制備及發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、稀土摻雜上轉換發(fā)光材料在熒光粉、照明顯示、生物熒光探針及紅外防偽等領域有著巨大的應用價值。上轉換材料的發(fā)光性能與基質(zhì)的晶體結構、尺寸以及形貌關系密切,本文的主要研究目的是探索稀土摻雜NaYF4:Yb3+/Er3+上轉換材料的可控合成。
　　采用水熱法和溶劑熱法制備出了不同尺寸和形貌的NaYF4:Yb3+/Er3+上轉換發(fā)光材料,采用 X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜儀(FT-I

2、R)和980nm激光器激發(fā)源的熒光光譜儀(PL)等多種現(xiàn)代分析手段對合成的發(fā)光材料的形貌、結構及性能進行了表征,并對不同制備方法的反應機理進行了初步的探討。本論文主要研究內(nèi)容和結果如下:
　　1、溶劑熱法合成了立方相NaYF4:Yb3+/Er3+納米晶。通過XRD和TEM分析了產(chǎn)物的結構和形貌,結果表明產(chǎn)物呈均勻的球形結構,粒徑約50nm,具有較好的單分散性。通過改變氟源和絡合劑,合成了粒徑約500nm的立方相 NaYF4:Yb3

3、+/Er3+微米球,實現(xiàn)了對NaYF4納米晶的尺寸和形貌的調(diào)控。利用PL研究了樣品的上轉換發(fā)光性能,結果表明:上轉換熒光強度呈現(xiàn)了對晶體的形貌和尺寸的依賴性。
　　2、溶劑熱法制備六方相NaYF4:Yb3+/Er3+納米/微米晶。系統(tǒng)研究了反應時間、溫度、溶劑組成對發(fā)光材料晶相、尺寸和形貌的影響。結果表明:溶劑的水醇體積比對晶體的長徑比有調(diào)控作用,水醇體積比越高晶體的長徑比越小,當在純水體系下合成了長徑比最小的六方薄片。溫度越高、

4、反應時間越長產(chǎn)物晶體的結晶度越高。實現(xiàn)了可控合成不同晶體尺寸和形貌的六方相NaYF4:Yb3+/Er3+微米晶。熒光光譜分析表明晶體的尺寸越大結晶度越高,材料的上轉換發(fā)光強度越強。
　　3、水熱法合成了六方相結構的NaYF4:Yb3+/Er3+微米管?？疾炝朔磻獪囟群虲e3+的摻雜對NaYF4:Yb3+/Er3+晶體形貌和發(fā)光強度的影響。結果表明:摻雜的稀土離子Ce3+對晶體結構和形貌有改變和調(diào)節(jié)作用。合成的微米管具有較好的上轉換

5、發(fā)光性質(zhì)。其中的NaYF4冠狀結構摻雜的上轉換發(fā)光材料發(fā)光強度最強。通過摻雜的Ce3+對基質(zhì)晶體結構和形貌的改變實現(xiàn)對上轉換材料的發(fā)光強度的調(diào)控,這一簡易的調(diào)控方法與溫度、時間的調(diào)控手段相比,是一種簡單有效的對發(fā)光材料發(fā)光強度的調(diào)節(jié)方法。同時考察了Eu3+摻雜的六方相結構NaYF4微米管的合成和下轉換發(fā)光性能,Ce3+對Eu3+摻雜的下轉換發(fā)光材料的基質(zhì)晶體的結構和形貌有重要影響。Eu3+摻雜的下轉換發(fā)光材料的發(fā)光強度的改變的主要通過C