稀土掺杂NaYF_4纳米颗粒的控制合成及上转换发光性质研究

通过在合成α-NaYF_4纳米球的基础上,改变NaF和稀土离子(RE=Y,Yb, Er/Ho/Tm)的摩尔比和反应时间合成出一系列不同长径比的β-NaYF_4纳米棱柱和纳米棒,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,利用荧光光谱仪、荧光寿命仪对样品的多色发光性能进行研究。结果表明:在近红外光(NIR)激发下,掺杂不同激活剂离子Er~(3+)、Ho~(3+)、Tm~(3+)分别得到绿色(~4S_(3/2)→~4I_(15/2))、黄色(~5S_2→~5I_8)、蓝色(~1G_4→~3H_6)的上转换发光;Er~(3+)的~4S_(3/2)→~4I_(15/2)辐射跃迁衰减寿命为75.46μs, Ho~(3+)的~5S_2→~5I_8辐射跃迁衰减寿命为48.74μs, Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6辐射跃迁衰减寿命为165.97μs。     

掺铒硫化锌薄膜场致发光光谱中~4I_(11/2)→~4I_(15/2)跃迁的研究

为确定掺饵硫化锌薄膜直流场致发光960—1020nm线群的辐射,测量Er~(3+)主要光谱线相对强度随外加电压变化的规律,主要光谱线的强度比值随外加电压的变化,以及器件老化前后各谱线强度和结电容的减少。根据场致发光的碰撞激发理论,认为ZnS:Cu、Cl、Er薄膜,DCEL发射的960—1020nm谱线群为~4I_(11/2)→~4I_(15/2)跃过。     

稀土掺杂CaYF2纳米材料的合成及其光学性质研究

采用热分解法合成了一系列Ca/RE(mol)比例及掺杂浓度不同的CaYF2:RE(RE=Yb3+,Er3+)上转换纳米发光材料,在980nm红外激光照射下,肉眼可观察到明亮的黄、绿色上转换发光.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱仪对样品进行表征.结果表明,Ca/RE(mol)比例为3,Yb3+和Er3+掺杂浓度分别为20%、2%(mol)时得到发光性能较好的立方相CaYF2:Yb,Er上转换纳米材料.980nm红外光激发下,Yb3+和Er3+共掺的CaYF2:Yb,Er发出分别来自于Er3+的2 H9/2→4I15/2跃迁的蓝光、2 H11/2,4S3/2→4I15/2跃迁的绿光和4F9/2→4I15/2跃迁的红光发射,且Er3+的红、绿光发射均为双光子过程,蓝色发光为三光子过程.     

直流电弧放电法制备Er~(3+)-Yb~(3+):Al_2O_3纳米粒子的上转换发光特性研究

采用直流电弧放电法成功制备了粒度约60nm的Er3+-Yb3+共掺杂Al2O3纳米粒子.通过978nm激光二极管(LD)激发,获得位于526,547nm的绿色和677nm的红色上转换发光,分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.退火对于样品的上转换发光具有较大影响:退火前,红色发光明显,退火后则以绿色发光为主.(ErYb)3Al5O12和α-(Al,Er,Yb)2O3混合相中增强的激发态吸收4I11/2+光子→4F7/2和能量传递2F5/2(Yb3+)+4I11/2(Er3+)→2F7/2(Yb3+)+4F7/2(Er3+)过程导致绿色上转换发光显著增加.绿色和红色上转换发光过程均为双光子上转换吸收.结果表明直流电弧放电法是一种极具发展潜力的光学材料制备方法.     

稀土离子Pr3 和Nd3 对NaLuF4:Yb3 ,Er3 纳米晶上转换发光的调制

稀土离子Pr3+和Nd3+对上转换材料的发光具有特殊的敏化作用,通过在NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶中共掺杂稀土离子Pr3+和Nd3+并研究它们与发光中心Er3+之间的能量传递机制.采用水热法分别合成了Pr3+和Nd3+掺杂的NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶,直径约为15 nm,具有六方相结构.发光特性分析表明,随Pr3+离子掺杂浓度增加,NaLuF4:Yb3+,Er3+纳米晶的656 nm红光强度相对于544 nm绿光逐渐减弱;但是随着Nd3+离子掺杂浓度增加,其发光红绿比刚好出现相反的变化.基于功率变换谱和简化能级图分析了Pr3+-Er3+和Nd3+-Er3+之间的能量传递机制,揭示了Er3+的4I11/2能级的电子布居在多个跃迁过程中所起的关键作用.     

SDS包裹的YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶的制备及荧光性质研究

在乙醇和乙二醇的混合溶剂中,用溶剂热法,150℃条件下,反应24h制备了YF3∶Yb3+/Er3+纳米晶(JCPDS号为74-0911),并一步制备出YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米粒子.激发光源的波长980nm,YF3∶Yb3+/Er3+@SDS纳米晶有强的上转换发光,发射峰的位置为550nm,666nm 和833nm,分别对应Er3+离子的4S3/2→4I15/2,4F9/2→4I15/2和4S3/2-→4I13/2跃迁.     

Al3+掺杂NaGdF4:Er3+/Yb3+纳米晶上转换发光性能的研究

稀土离子掺杂的上转换纳米材料具有优异的光学性能,在光电等领域具有广阔的应用前景。本文采用溶剂热法,以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂合成了的粗细均匀的六棱柱形的六方相Al3+掺杂NaGdF4:Er3+/Yb3+纳米棒。X射线研究表明适量的Al3+掺杂对NaGdF4的晶相没有产生影响,但使主衍射峰的位置发生偏移。在980nm激光激发下,与未掺杂的纳米晶相比,在Al3+的掺杂浓度为15%时,红绿光发光最大强度分别增强了5.7倍和5倍,且4F9 /2能级的荧光寿命被延长。Al3+掺杂对上转换发光的改善是因Er3+附近局部对称性的降低和粒子表面吸附基团的减少所致。     

Y_2O_3:Er,Yb纳米晶的沉淀法制备与可见-红外发光性能研究

采用共沉淀法制备了平均粒径约30nm的Y_2O_3:Er,Yb纳米晶,并对其可见-红外发光特性与体相材料的差别进行了对比.结果表明:焙烧温度的升高有利于纳米晶晶化程度增强.在980nm红外激发下,Er3+离子呈现典型的绿、红光上转换特征发射,峰位位于530,550,660nm,分别对应于2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.同时观察到了源于Er3+离子4I13/2→4I15/2辐射跃迁的1 530nm红外发射.随焙烧温度的升高,各发射光强度随之增大.但Y_2O_3:Er,Yb纳米晶呈现明显不同于体相材料的发光特性,其红、绿光强度分支比可达19.55,是体相材料的5倍,红光色纯度优异.同时,红外发射强度亦远高于体相材料.上述结果反映出Er3+的4F9/2和4I13/2能级在Y_2O_3纳米晶中的粒子布居特征迥异于体相材料,其跃迁机制亦存在很大差别.     

Zn1-xMnxS 纳米颗粒的制备及发光性质

水热法制备Mn离子掺杂的ZnS(ZnS∶Mn)纳米颗粒,研究不同比例掺杂Mn离子对Zn_(1-x)Mn_xS纳米颗粒光致发光性质的影响.通过X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品的物相和形貌进行分析表征,结果显示Zn1-xMnxS(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07、0.10)为六方纤锌矿结构的球形纳米晶,晶粒大小均匀,粒径在15~20nm之间.室温下,用350nm波长的紫外光激发Zn1-xMnxS纳米粒子,可以得到浅施主能级与锰t2能级之间的跃迁产生的蓝色发光,发光强度随锰掺杂量的增大先增强后减弱,发射峰位随锰掺杂量的变化有一定移动.究其原因可能与硫空位有关,硫空位影响ZnS的浅施主能级,锌锰比对硫空位的数量和能级位置有一定影响.     

NaGdF_4:Nd~(3+)@NaGdF_4核壳纳米晶的制备及其发光性质

文章通过高温热分解法合成NaGdF_4:Nd~(3+)@NaGdF_4核壳纳米晶。TEM照片显示合成的核壳纳米晶尺寸均一,分散性好,平均粒径约为18 nm。在800 nm激光的激发下,核壳纳米晶有三个特征发射峰,～900,～1050,～1350 nm,分别归属于Nd~(3+)的~4F_(3/2)到~4I_J(J=9/2,11/2,13/2)的跃迁。其中~4F_(3/2)—~4I_(9/2)跃迁发射强度受温度影响,I_(859)/I_(863)的相对强度比随温度升高呈现线性增大趋势,表明该材料可用于温度探测。