论文部分内容阅读
稀土离子掺杂的上转换发光材料已成为当前的研究热点,其在显示、防伪和生物荧光标记等领域得到了广泛的应用。目前在有关上转换发光材料的研究中,大多数研究人员均采用980nm激光器作为激发源,而采用1550nm激光器作为激发源的报导则相对较少。因此本文以氟化物和稀土硫氧化物上转换材料为研究对象展开相关研究,重点研究了其在1550nm激光器激发下的上转换发光性质。主要工作包括:1.采用水热法制备六方相结构的NaYF4:Yb, Er上转换发光材料,讨论了不同条件对样品的形貌及上转换发光性质的影响。在980nm激发下NaYF4:Yb, Er是一种上转换效率较高的绿色上转换发光材料,Er3’的最佳掺杂浓度为2%,红、绿光发射均为双光子过程。与980nm激发所不同的是,采用1550nm激发时,样品发光颜色中的红光成分有了明显的增加,样品的红、绿光发射均近似为3光子过程,同时观察到了明显的近红外发射,Er3+的最佳掺杂浓度为9%。通过改变激发波长和Er3+的掺杂浓度可以细微调节样品的发光颜色。2.采用均匀沉淀法结合固-气硫化工艺制备了Gd2O2S:Yb, Er和La2O2S:Yb, Er纳米粒子。在980nm激发下,Gd2O2S:Yb, Er和La2O2S:Yb, Er均呈现了绿光和红光发射,随着激发功率的增大,绿光成分的占比逐渐增大,导致样品的发光颜色向绿色区域移动。在1550nm激发下,两种样品的发射峰位与980nm激发时相比没有发生变化,但其发射峰的相对强度却明显不同,其红、绿光积分强度比值(IR/IG)显著增大,使红光色纯度得到明显改善。此外,在789-839nm波段处还观察到了近红外发射。随着激发功率的增加,Gd2O2S:Yb, Er样品的IR/IG值出现了缓慢增大,而La2O2S:Yb, Er样品的IR/IG值则急剧减小,其发光颜色也由红色变为橙红色。因此,通过改变激发波长和激发功率可同时对样品的发光颜色进行调节。3.使用Li2CO3作为助熔剂,采用硫熔法对氧化物前驱体直接进行硫化合成了Gd2O2S:Yb,Er和La2O2S:Yb, Er样品。在980nm激发下,Gd2O2S:Yb, Er和La2O2S: Yb,Er样品的绿光发射强度均强于红光,但是在1550nm激发下,二者则呈现出更纯粹的红色发光。随着激发功率的进一步提高,Gd2O2S:Yb,Er样品中的红光成分在进一步增加,而La2O2S Yb, Er样品中的红光成分占比有所下降,因此采用硫熔法制备的Gd2O2S:Yb, Er是一种更理想的红色上转换发光材料。