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稀土离子具有特殊的4f电子层结构,能够表现出独特的发光特性,因此稀土离子掺杂的发光材料具有广泛地应用前景。论文选用具有优良的光学、电学和机械特性的二氧化硅材料作为基质,选用稀土铕作为掺杂二氧化硅材料的激活剂。采用简单的溶胶-凝胶法制备了稀土Eu3+单掺杂以及Eu3+-Gd3+共掺杂的一维二氧化硅纳米棒发光材料,探究了其最佳制备条件及稀土共掺杂的发光机理,这对开辟制备SiO2基质高效荧光材料具有重要意义。具体的研究工作包括以下几个方面:(1)稀土Eu3+单掺杂二氧化硅纳米棒的制备与表征。探讨了不同实验条件对制备二氧化硅纳米棒的影响,经研究发现,溶液的pH和反应温度对铕离子单掺杂的二氧化硅纳米棒的形貌有着显著的影响。XRD数据显示,产物在2为15°-35°衍射角范围内有一个明显的宽峰,表明样品为无定形态。同时,SEM、TEM图像表明合成的二氧化硅纳米棒尺寸均一并且单分散性和形貌均较好。铕离子掺杂二氧化硅纳米棒在波长为392nm的紫外光激发下,呈现出较强的Eu3+的特征红光发射,且Eu3+的最佳掺杂浓度为10mol%。(2)稀土Eu3+-Gd3+共掺杂二氧化硅纳米棒的制备与表征。通过分析,固定Gd3+的最佳掺杂浓度不变,改变Eu3+的掺杂浓度得到SiO2:Eu3+,Gd3+的激发光谱和发射光谱,论文详细的阐述了稀土离子间的能量传递过程,其机理主要为电偶极-电偶极相互作用,是非辐射共振吸收的结果,并得到最佳掺杂组分比是SiO2:10%Eu3+,9%Gd3+。同时,由SEM-TEM研究发现,Eu3+-Gd3+共掺杂后生成的二氧化硅纳米棒在形貌上与单掺杂相比较并没有发生改变。FT-IR数据显示,Eu3+-Gd3+共掺杂SiO2纳米棒的红外光谱的吸收峰位置与单掺Eu3+的SiO2纳米棒的吸收峰位置基本相同。同时,XRD数据说明钆离子的掺入并没有破坏其主体结构。