铥镱共掺透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷的上转换发光

制备了组分为11Na2O-9La2F6-29Al2O3-51SiO2-0.1Tm2O3-2.5Yb2O3的氟氧化物玻璃陶瓷,研究了该陶瓷的结构与光谱性质. X线衍射显示玻璃样品经热处理后,成了包含Tm3+/Yb3+共掺LaF3纳米晶的透明氟氧硅酸盐玻璃陶瓷. 在980 nm激光激发下,Tm3+/Yb3+共掺的氟氧硅酸盐玻璃陶瓷中观察到强的 475 nm的蓝色、650 nm的红色光和796 nm的近红外上转换发光. 研究了上转换发光强度与激发光能量的关系,并讨论了相应的上转换发光机理.     

晶体硅光伏电池的材料优化

介绍了调制阳光频率实现太阳光波上下量子剪裁的两种方式:掺杂稀土离子和微纳米结构化硅基材料.以Lu2O3为基质,采用共沉淀法制备了Tb3+和Yb3+共掺的下转换粉末;以NaYF4为基质,采用热水法制备了Er、Yb和Tm共掺的上转换粉末.实验证明Lu2O3:Tb3+,Yb3+纳米粉末中,一个高能光子可剪裁成2个974 nm的近红外光子.而NaYF4:Er3+,Yb3+,Tm3+共掺的上转换材料也有显著的上转换效果,仅用1 122 nm激光照射0.25 cm2实验硅光电池片可增加电池光电流密度0.06 mA/cm2.设计了具有纳米结构的PIN.简述了通过梯度掺杂制结增强光伏效应的原因.     

上转换材料LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+(Tm3+)的制备及其光谱性质测定

采用溶胶-凝胶法制备了上转换材料LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+(Tm3+),并对其进行了X射线衍射分析以及荧光光谱测定.在980 nm红外激光器激发下,LiLa(MoO4)2:Yb3+,Er3+发出波长为530 nm和550 nm的绿色可见光,而LiLa(MoO4)2:Yb3+,Tm3+发出波长为475 nm的蓝色可见光.对Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+双掺体系的上转换发光机理进行了探讨,其中Er3+发出绿色上转换光的过程为双光子过程,而Tm3+发出蓝色上转换光的过程为三光子过程.     

Gd_2O_3中掺杂Eu~(3+)和Yb~(3+)荧光粉的制备及荧光性能

采用溶胶-凝胶法制备了Gd2O3∶Eu3+,Gd2O3∶Yb3+与Gd2O3∶Eu3+,Yb3+荧光粉,对制备条件进行了研究,且进行了样品的物相表征.结果表明,Yb3+在高掺杂浓度下存在浓度猝灭,Eu3+可以通过共合作能量传递过程和交叉弛豫过程有效地将能量传递给临近的一对Yb3+离子.Gd2O3∶Eu3+,Yb3+在Eu3+的特征激发峰314 nm激发时,可以产生550~750 nm的Eu3+的特征发射和900~1100 nm的Yb3+近红外特征发射两个波段光谱.制备的Gd2O3∶Eu3+,Yb3+荧光粉可以将硅太阳能电池吸收较弱的300~550 nm的高能光子转换为两个响应较好的近红外光子.     

Sr2CeO4/Ln3+(Ln=Er,Ho,Tm)的微波合成与荧光性质

首次采用微波法合成了Sr2CeO4/Ln3 (Ln=Er,Ho,Tm)荧光体.研究了样品的荧光性质,并观察到Er3 ,Ho3 ,Tm3 掺杂的Sr2CeO4材料的上转换发光现象.荧光光谱证实,存在基质Sr2CeO4向稀土离子Ln3 的能量传递.     

晶体硅光伏电池的材料优化

介绍了调制阳光频率实现太阳光波上下量子剪裁的两种方式:掺杂稀土离子和微纳米结构化硅基材料。以Lu2O3为基质,采用共沉淀法制备了Tb3+和Yb3+共掺的下转换粉末;以NaYF4为基质,采用热水法制备了Er、Yb和Tm共掺的上转换粉末。实验证明Lu2O3:Tb3+,Yb3+纳米粉末中,一个高能光子可剪裁成2个974nm的近红外光子。而NaYF4:Er3+,Yb3+,Tm3+共掺的上转换材料也有显著的上转换效果,仅用1 122nm激光照射0.25cm2实验硅光电池片可增加电池光电流密度0.06mA/cm2。设计了具有纳米结构的PIN。简述了通过梯度掺杂制结增强光伏效应的原因。     

上转换蓝色发光材料KY3F10: Tm, Yb的光电特性

制备了上转换发光显示器中发蓝光的上转换发光材料KY₃F₁₀:Tm,Yb.测试了该材料的XRD衍射图谱.给出了该材料在980 nm激光激发下的发光光谱.分析了该材料的上转换发光机理,得到480 nm峰值发光是由Tm³⁺的¹G₄→³H₆跃迁产生的.KY₃F₁₀:Tm,Yb具有较强的上转换蓝光,同时存在的较弱的红光易于用滤色膜滤除,满足显示对三基色中蓝色的要求.该材料是上转换发光显示所需的一种较好的蓝光材料.     

Tm~(3+)离子掺杂上转换发光材料的研究进展

稀土离子掺杂的上转换发光材料由于其在短波长激光器方面的潜在应用而受到了广泛关注.本文总结了稀土离子常见的几种上转换发光机制,分析了Tm3+离子在不同泵浦方式下的上转换发光及上转换发光效率对激光脉冲持续时间、敏化剂和基质成份的依赖关系,综述了Tm3+离子掺杂的上转换发光材料的研究现状,并对Tm3+离子上转换发光的研究及应用进行了展望.     

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.     

Er~(3+)-Yb~(3+)共掺铝酸钆荧光粉的制备及发光性能

采用溶胶凝胶法合成了单一晶相的铝酸钆(GdAlO3:Yb3+,Er3+)荧光粉体,通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)表征了其物相,研究了不同Yb3+离子掺杂浓度下样品在氙灯激发下的正常发光及其在980nmLD激光泵浦下的上转换发光性能。     

ZBLAN: Pr，Yb中双频上转换实验研究

本文对Pr3+离子双频上转换发光进行了研究.实验中选用Pr3+和Yb3+：ZBLAN玻璃作为频率上转换发光材料;分析了上转换发光强度和离子掺杂浓度的关系,得出了实现较清晰双频上转换三维立体图像的实验条件.     

Ho~(3+)/Yb~(3+)和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物玻璃的上转换发光

研究了Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换发光性质.结果表明,在980 nm近红外激光激发下,Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+共掺样品都呈现了强烈的上转换红光和绿光发射.随着Ho3+和Er3+浓度的增加,红光和绿光的强度都先增大后减小,x≈0.1%时发光强度达到最大,而后逐渐减小,它们的最佳掺杂量分布在低浓度区域.上转换发光强度和激发光功率的关系表明上转换红光和绿光发射都是双光子的吸收过程.     

多量子阱结构GaN光致发光谱温度变化特性研究

【目的】研究金属有机物气相外延制备的多量子阱结构GaN材料的变温光致发光谱,探讨多量子阱结构GaN的发光机制。【方法】对样品进行变温光致发光谱测试,从发光强度和发光峰位两个角度研究样品的发光机制。【结果】在10～300K温度范围内光致发光谱共有4个发光峰,温度为10K时观察到的发光峰峰值波长分别位于355,369和532nm,100K时出现峰值波长为361nm的新发光峰。【结论】分析认为位于355,361,369和532nm的多峰发光结构分别与激发光源、激子发光、带边发光、量子阱发光和黄带发光相关。361nm附近带边发光光子能量与温度的变化规律与Vanshni经验公式吻合,369nm附近量子阱发光峰峰位随温度变化呈"S"型。     

蓝色荧光粉Y2GeO5:Bi3+,Tm3+的制备及其发光性能研究

采用固相法制备蓝色荧光粉Y2GeO5:Bi3+,Tm3+,通过X衍射分析、扫描电镜观察、激光粒度分析和光致发光光谱分别对其物相、形貌、粒度、发光性能进行表征,并研究了Bi3+和Tm3+离子掺杂量对其发光性能的影响。结果表明:Bi3+和Tm3+分别作为敏化剂和激活剂进入到Y2GeO5的晶格中,其最佳掺杂量(摩尔分数)分别为1.5%和2%;Y2GeO5:Bi3+,Tm3+荧光粉的D50约为7.11μm。激发光谱由314 nm宽峰和355 nm锐利峰组成,前者是由于Bi3+离子和基质激发峰复合而成;在314 nm激发下,荧光粉发射365 nm宽峰和455 nm锐利峰;掺杂Bi3+离子可以使Y2GeO5Tm3+的发光强度提高4倍。蓝色荧光粉Y2GeO5:Bi3+,Tm3+可应用于UV-LED器件中。     

核壳结构对水性NaYF_4:Pr~(3+)@NaYF_4一阶近红外量子剪裁的增强

采用共沉淀法成功制备出油性NaYF_4:Pr~(3+)和NaYF_4:Pr~(3+)@NaYF_4纳米颗粒,通过盐酸酸洗改性处理,获得水性NaYF_4:Pr~(3+)和NaYF_4:Pr~(3+)@NaYF_4纳米颗粒.分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪对纳米颗粒的结构、形貌和发光性能进行表征与分析,探究核壳结构对发光性能的影响.结果表明:制备的水性NaYF_4:Pr~(3+)和NaYF_4:Pr~(3+)@NaYF_4纳米颗粒结构均为六方相,形貌均为球状,且在水溶液中分散性良好.荧光光谱证明了在444 nm光激发下,NaYF_4:Pr~(3+)存在一阶近红外量子剪裁,其量子剪裁机制为:Pr~(3+)被激发到~3P_2并迅速无辐射弛豫至~3P_0,进而产生两步级联双光子发射~3P_0→~1G_4(915 nm)、~1G_4→3H4(990 nm).具有核壳结构的水性NaYF_4:Pr~(3+)@NaYF_4纳米颗粒相比于水性NaYF_4:Pr~(3+)纳米颗粒,其近红外量子剪裁发光强度增强了2.6倍.增强原因为NaYF_4:Pr~(3+)@NaYF_4纳米颗粒的壳层起到保护作用,使得盐酸改性处理未在发光中心附近产生缺陷.     

退火对Er3+和Yb3+共掺氟氧化物微晶玻璃样品上转换发光的影响

测量了Er3+和Yb3+掺杂氟氧化物微晶玻璃退火前后两种样品的吸收光谱、激发光谱、上转换发光光谱及其强度随泵浦光强的变化,并对比讨论了其上转换发光特性.     

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.     

GaN掺杂Er~(3+)纳米颗粒的电子结构及光学性能分析

采用Material Studio软件模拟GaN掺杂稀土元素Er⁽³⁺⁾浓度在6.25%下的晶格结构,分析了掺杂GaN的光学特性,结论表明,掺杂后的GaN具有较好的发光性能.同时,实验上用氨还原法制备了3组掺杂GaN∶Er(3+)浓度在6.25%下的晶格结构,分析了掺杂GaN的光学特性,结论表明,掺杂后的GaN具有较好的发光性能.同时,实验上用氨还原法制备了3组掺杂GaN∶Er⁽³⁺⁾纳米颗粒.3组样品的X射线衍射结果均显示样品结构为六方纤锌矿结构,利用Scherrer公式,计算得到3组样品GaN∶Er(3+)纳米颗粒.3组样品的X射线衍射结果均显示样品结构为六方纤锌矿结构,利用Scherrer公式,计算得到3组样品GaN∶Er⁽³⁺⁾纳米颗粒的平均晶粒大小为25.9nm;测量了3组样品的GaN∶Er(3+)纳米颗粒的平均晶粒大小为25.9nm;测量了3组样品的GaN∶Er⁽³⁺⁾纳米颗粒的室温光致发光谱,获得了样品在可见光区(位于375(3+)纳米颗粒的室温光致发光谱,获得了样品在可见光区(位于375⁶50nm)的3个发光峰并对3组样品进行分析比较,分析了样品520nm的激发光谱.由光致发光谱得到的3条发光峰表明所制备的GaN∶Er650nm)的3个发光峰并对3组样品进行分析比较,分析了样品520nm的激发光谱.由光致发光谱得到的3条发光峰表明所制备的GaN∶Er⁽³⁺⁾具有较好的光学性能.理论和实验上确定了稀土E(3+)具有较好的光学性能.理论和实验上确定了稀土E⁽³⁺⁾离子掺杂GaN纳米颗粒的较合适的掺杂浓度为6.25%.     

BaTiO_3∶Tm~(3 )反蛋白石的上转换发光

利用合成蛋白石模板、填充溶胶前驱体、烧结移除模板的方法,制备BaTi O3∶Tm3 的反蛋白石结构.根据实验测量的反射光谱与650nm激光光源激发下的上转换荧光光谱,得到了反蛋白石结构的光子带隙位置以及上转换光谱.由于带隙位置与激发光源位置的重合,与粉末样品的上转换光谱相比,反蛋白石的光谱强度降低,出现了峰位展宽,从而也为光子带隙对于特定电磁波的抑制提供了明显的证据.     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺新型氟氧化物玻璃上转换发光

在980nm近红外激光激发下,Tm3+/Yb3+共掺的新型氟氧化物玻璃呈现了强烈的上转换蓝光、红光和近红外光发射.随着Tm3+和Yb3+含量的增加,上转换蓝光和红光的强度都先增大后减小,它们的最佳掺杂物质的量分数分别为0.06%和3%.对上转换发光强度和激发光功率的关系进行了研究,研究表明上转换蓝光和红光发射都是三光子的吸收过程,近红外光的发射是两光子吸收过程.