【摘 要】
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稀土掺杂12Ca O·7Al2O3上转换发光材料在光、电等材料领域具有广泛的应用。本文主要通过高温固相法制备Eu3+、Yb3+、Tm3+掺杂的12Ca O·7Al2O3多晶,研究制备工艺及上转换发
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稀土掺杂12Ca O·7Al2O3上转换发光材料在光、电等材料领域具有广泛的应用。本文主要通过高温固相法制备Eu3+、Yb3+、Tm3+掺杂的12Ca O·7Al2O3多晶,研究制备工艺及上转换发光性能,结合浓度变化探讨了影响上转换发光的因素以及Eu3+、Yb3+、Tm3+三种离子的作用和相互影响,分析了上转换发光机制。通过高温固相法,制备Eu3+/Yb3+/12Ca O·7Al2O3双掺样品和Eu3+/Yb3+/Tm3+/12Ca O·7Al2O3三掺样品,最佳合成温度1200℃,合成时间6 h,经测试表明,掺杂稀土离子未改变样品晶体结构,而是以晶格取代的方式进入基质,并且12Ca O·7Al2O3具有较低的最大声子能量,能够实现高效的上转换发光。研究了Eu3+/Yb3+/12Ca O·7Al2O3双掺体系的上转换发光性能,在504 nm(5D2→7F3),548 nm(5D1→7F1),578 nm(5D0→7F0),588 nm(5D0→7F1),616 nm(5D0→7F2),651 nm(5D0→7F3),704 nm(5D0→7F4)和856 nm(5D0→7F6)处有明显的上转换发射峰。上转换发光强度与绿红比随着Yb3+离子的改变而改变。分析了上转换发光机制,该过程为合作敏化上转换过程。研究了Eu3+/Yb3+/Tm3+/12Ca O·7Al2O3三掺体系的上转换发光性能,Eu3+使Tm3+的部分上转换发光减弱,而Tm3+的掺入使Eu3+的上转换发光增强,且随着Tm3+的浓度增加Eu3+的上转换发光强度明显增加。结合离子能级和功率曲线分析,存在Tm3+对Eu3+的能量传递,ET1:7F0(Eu3+)+1G4(Tm3+)→5D2(Eu3+)+3H6(Tm3+),ET2:7F0(Eu3+)+1D2(Tm3+)→5D2(Eu3+)+3H5(Tm3+),Tm3+在其中起到了桥联作用。Eu3+通过Yb3+→Eu3+和Yb3+→Tm3+→Eu3+的能量传递方式吸收能量进行上转换发光。
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