论文部分内容阅读
稀土离子掺杂的12CaO·7Al2O3（C12A7）是具有发展前景的上转换发光材料，由于其具有独特的光电性能而被广泛研究。本课题利用高温固相法合成了Yb3+/Tm3+掺杂的C12A7多晶上转换发光材料。通过在掺杂Yb3+和Tm3+的C12A7多晶材料中引入Sr2+，成功实现了上转换发光强度的增强，探究掺杂Sr2+后的上转换发光性能及其上转换发光机理。 将粉体原料研磨混合后，进行压片放入高温炉中，在1200℃下高温烧结6h，获得Yb3+、Tm3+和二价碱土金属离子掺杂的C12A7材料。通过XRD物相分析以及拉曼光谱测试，表明了通过本工艺制得了能够作为上转换基质的C12A7多晶材料。通过上转换发光测试，确定了Sr2+的掺杂对上转换的影响较为显著，增强了上转换荧光强度。因此本课题主要探究Sr2+对Yb3+/Tm3+/C12A7多晶的上转换发光性能影响。 在掺杂Yb3+和Tm3+的C12A7原料中加入Sr2CO3，成功掺入Sr2+，通过上转换发光测定发现Sr2+的掺入极大地提高了上转换发光强度，确定Yb3+掺杂浓度为5.0%，Tm3+掺杂浓度为2.0%。Sr2+掺杂浓度为10%时，获得了更强的上转化蓝光和上转换红光，更好地实现了上转换荧光的输出。 通过上转换功率曲线，确定了转换蓝光是三光子过程，上转换红光是三光子并伴随着两光子过程，并结合Yb3+离子及Tm3+离子的能级跃迁谱图，对所制备样品的上转换荧光机制进行探究。 利用能级寿命拟合分析，分别拟合Tm3+离子475nm波段及650nm波段的荧光寿命衰减曲线，表明Sr2+离子的引入会使得这些荧光能级寿命发生改变，影响上转换荧光的能量传递过程，使得能量传递效率得到提高，上转换发光强度得到增强。从上转换光谱的分析中发现在掺杂Sr2+后不会改变体系上转换发光的光色。 测定不同温度及功率下的上转换荧光强度。利用Tm3+离子温度耦合能级，测定Yb3+/Tm3+/C12A7温度敏感系数S为1683/T2，探究该材料在温度传感器方面的应用前景。