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文檔簡介
1、稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料,基于其多光子過程、能量傳遞等機制,是一種能夠?qū)崿F(xiàn)低能量光子轉(zhuǎn)化為高能量光子的反Stokes發(fā)光材料。稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料相比于之前傳統(tǒng)發(fā)光材料,擁有良好的光學穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性以及發(fā)光譜發(fā)射峰窄和長壽命的優(yōu)勢,已成為當前發(fā)光學領(lǐng)域研究的重點和熱點。目前,稀土上轉(zhuǎn)換納米材料亟待解決的問題包括:(1)納米材料形貌、晶體結(jié)構(gòu)的調(diào)控;(2)納米晶體相結(jié)構(gòu)不改變的情況下,實現(xiàn)納米材料上轉(zhuǎn)換發(fā)光優(yōu)化的手段;(3)探索稀土摻
2、雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米晶體粒徑的調(diào)控,以實現(xiàn)生物醫(yī)學檢測領(lǐng)域的應(yīng)用。
針對上述問題,創(chuàng)造性的利用優(yōu)化型溶劑熱法,制備出粒徑一致、形貌可控、分散性強、上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度高的上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料。并且深入研究了異質(zhì)離子摻雜對納米材料形貌、粒徑的調(diào)控以及光學特性的優(yōu)化。本論文取得的主要成果如下:
(1)首次通過異質(zhì)離子Mg2+的摻雜,實現(xiàn)上轉(zhuǎn)換納米晶體NaGdF4∶Yb3+,Er3+晶體結(jié)構(gòu)、納米材料形貌的調(diào)控,并對不等價離子摻雜的機
3、理進行深入分析。結(jié)果表明,隨著異質(zhì)離子Mg2+摻雜的濃度逐漸增大,晶體由于晶格晶面間距減小發(fā)生微小的緊縮,當摻雜濃度高達60mol%時,達到了極限,晶體內(nèi)部開始膨脹。與此同時,隨著異質(zhì)離子Mg2+摻雜濃度的變化,上轉(zhuǎn)換納米材料基質(zhì)晶體NaGdF4∶Yb3+,Er3+的形貌逐漸由雜亂的六方相納米小球和納米棒混合形態(tài)變成形貌一致、可調(diào)控的六方相納米盤,形貌發(fā)生了十分明顯的變化。
(2)系統(tǒng)研究了異質(zhì)離子Mg2+摻雜對上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米
4、材料NaGdF4∶Yb3+,Er3+發(fā)光特性的影響,并對異質(zhì)離子Mg2+摻雜后上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度優(yōu)化的機理進行了深入的闡述。結(jié)果表明,上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度隨著異質(zhì)離子Mg2摻雜濃度增加而逐漸增強,并且在Mg2摻雜濃度為60mol%時達到最強,當摻雜濃度過高時造成濃度猝滅。因此在一定濃度范圍內(nèi),Mg2+摻雜有利于上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射。而異質(zhì)離子Mg2+摻雜引起上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度增強的主要原因是晶體場的對稱性降低,導(dǎo)致電子內(nèi)4f-4f躍遷幾率增加,從而增強了上
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