Y_2O_3:Ho/Yb纳米晶的上转换发光性质

采用燃烧法制备了不同尺寸和不同掺杂浓度的Y2O3∶Ho/Yb纳米晶,并系统地研究了颗粒尺寸对Y2O3∶Ho/Yb纳米晶发光性质的影响。研究发现,随着尺寸的减小,发射强度和荧光分支比均发生了显著变化,Ho3+的整体发射强度降低,但5F5→5I8的红光发射比5S2(5F4)→5I8的绿光发射的荧光分支比增强。尺寸减小,表面原子更易吸附空气中的水和二氧化碳,引入一些较大的振动模式,从而增大了无辐射跃迁的速率,荧光分支比随尺寸的变化被归因于表面效应引起的无辐射弛豫过程5S2(5F4)→5F5和5I6→5I7的增强。

Y_2O_3:Er,Yb纳米晶的沉淀法制备与可见-红外发光性能研究

采用共沉淀法制备了平均粒径约30nm的Y_2O_3:Er,Yb纳米晶,并对其可见-红外发光特性与体相材料的差别进行了对比.结果表明:焙烧温度的升高有利于纳米晶晶化程度增强.在980nm红外激发下,Er3+离子呈现典型的绿、红光上转换特征发射,峰位位于530,550,660nm,分别对应于2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.同时观察到了源于Er3+离子4I13/2→4I15/2辐射跃迁的1 530nm红外发射.随焙烧温度的升高,各发射光强度随之增大.但Y_2O_3:Er,Yb纳米晶呈现明显不同于体相材料的发光特性,其红、绿光强度分支比可达19.55,是体相材料的5倍,红光色纯度优异.同时,红外发射强度亦远高于体相材料.上述结果反映出Er3+的4F9/2和4I13/2能级在Y_2O_3纳米晶中的粒子布居特征迥异于体相材料,其跃迁机制亦存在很大差别.

Y_2O_2S∶Er,Yb纳米晶的制备及其上转换和下转换发光

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备了平均粒径约40nm的类球形Y2O2S∶Er,Yb纳米晶,并对其在980nm红外激发下的上转换和下转换发射进行了较为详细的研究。Er3+的上转换特征发射分别位于530、550和660nm附近。在表面吸附OH-和CO32-所形成的特殊声子环境下,Er3+的4S3/2→4F9/2和4I11/2→4I13/2多声子弛豫显著提高了4F9/2能级的粒子布居,致使纳米晶具有很强的660nm红光发射。并且红绿光荧光分支比会随Yb3+浓度的提高而显著增大。首次报导了Y2O2S纳米晶中Er3+的红外特征发射。源于Er3+离子4I13/2→4I15/2辐射跃迁的较强红外发射,在晶场作用下分化为峰位分别位于1501、1534和1577nm的3个发射峰。由于4I13/2能级是660nm红光发射的主要布居能级之一,该红外发射与红光发射存在明显竞争。但在较高Yb3+掺杂浓度下,高效的Yb3+→Er3+能量传递可有效削弱红外发射的竞争作用。

掺杂LiYF4：Er，Yb纳米晶的聚合物平面光波导放大器

采用高温热分解法合成了粒径约为10nm的LiYF4…Er,Yb纳米晶,将其掺杂入SU-8聚合物作为光波导放大器的有源层。以SiO2作为下包层,P(MMA-GMA)聚合物作为上包层,制备了LiYF4…Er,Yb纳米晶掺杂SU-8聚合物平面光波导放大器。当980nm波长抽运光功率为180mW时,在1535nm波长处获得了2.3dB/cm的相对增益率。

Yb^(3+)/Tm^(3+)掺杂的NaY(WO_4)_2纳米晶的制备及发光特性

以聚乙二醇为配位剂,用水热法制备出纳米级上转换发光粉Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2。研究了不同cYb/cTm对上转换发光强度的影响,实验表明当cYb/cTm=5∶1时,上转换发光强度最强。用XRD,SEM确定了Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2是四方晶系,其粒径在25~35 nm范围,且分散均匀。用980 nm半导体激光器(LD)对其进行激发,在室温下观察到了365 nm附近紫外发射峰、456 nm,476 nm附近的蓝光发射峰和648 nm附近的红光发射峰,分别对应于Tm3+离子的1D2→3H6,1D2→3F4,1G4→3H6和1G4→3F4的跃迁。根据泵浦功率与发光强度的关系得出紫外发射峰、蓝光和红光发射均为双光子过程。

基于BaLuF_5∶Yb^(3+),Er^(3+)纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能,利用高温法合成了Ba Lu F5∶Yb3+,Er3+纳米晶,并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明,纳米晶平均粒径为13 nm,并在1 530 nm处具有较强的发射,荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8聚合物作为光波导放大器的芯层材料,使用光刻显影等工艺,在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm波长泵浦光功率为280 m W、信号光波长为1 530 nm且功率为0.1 m W时,在长度为1.1 cm的光波导放大器中,获得了3.95 d B的相对增益。

Yb_2O_3纳米晶光伏性质的研究

利用紫外一可见反射吸收光谱对不同粒径Yb_2O_3纳米晶进行了光吸收特性的研究,对其在300nm～500nm的宽带吸收指认为02p→Yb4 f电荷转移跃迁。利用表面光电压谱和场调制表面光电压谱技术对不同粒径Yb_2O_3纳米晶进行了光伏特性及界面电子行为的研究。

高发光效率的亲水性NaYF4：Yb／Er纳米晶的制备

以不同比例的乙二醇和水作为混合溶剂,稀土氯化物和NaF为反应物,采用简易的溶剂热法一步制备出亲水性的NaYF4∶Yb/Er纳米晶。用透射电子显微镜、X射线粉末衍射、红外吸收以及发光光谱等测试方法对产物的形貌、物相结构、表面配体和荧光性能进行了表征。结果表明,制备的纳米晶形貌比较均一,主要为立方相和六方相的混合相。随着溶剂中含水量由0%增加到50%,纳米晶尺寸变大,六方相NaYF4∶Yb/Er含量增加,纳米晶的发光强度增加;进一步增加含水量时,尽管纳米晶尺寸变大,六方相含量也相应增加,但是其发光强度降低,可能是由于配体减少引起纳米晶表面缺陷增加,导致发光淬灭。

Li^+掺杂对GdF3:Ho^3+/Yb^3+纳米晶上转换发光影响的研究

本文采用水热法成功制取不同浓度的Gd F3:Ho3+/Yb3+纳米晶,并改变掺杂的Li+浓度、F源和EDTA-2Na量,研究其对上转换发光的影响。X射线衍射仪(XRD),傅立叶变换红外光谱(FT-IR),热重-差热分析仪(TG-DTA),场发射扫描电镜(FESEM)以及荧光分光光度计等对其结构和发光性能进行了表征。在980nm激发二极管激发下,发现位于520~560nm的绿光、630~670nm的红光两条可见光。结果证明,在其他条件一致情况下,Li+掺杂浓度为7.5mol%,EDTA-2Na为2mmol或NH4F为9mmol的发光效果最好。其中,Li+掺杂浓度为7.5mol%时,较未掺杂的绿、红光强度分别增强了5倍、2倍。

热解法制备KY_3F_(10):Yb^(3+)、Tm^(3+)纳米晶荧光标记材料

采用热分解法制备了Yb3+和Tm3+共掺杂的KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和上转换光谱对样品进行了表征。研究了Tm3+浓度对样品的上转换发光性能的影响。结果表明制备的样品为类球形立方相KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶,粒子尺寸分布均匀,平均粒径约为13nm左右。在980nm半导体激光器激发下,样品发射出蓝光(481nm)和红光(646nm),并且当Tm3+掺杂摩尔分数超过0.4%时,出现了浓度猝灭效应。发光强度与激发功率的关系表明,蓝光和红光的发光都是三光子过程。

Er^(3+)和Yb^(3+)共掺杂ZnS纳米晶的合成及荧光性能（英文）

以巯基乙酸为稳定剂,采用水热法合成了Zn S:Er/Yb纳米晶。利用XRD、TEM、XPS和荧光光谱对合成的纳米晶进行物相、形貌、化学价态及荧光性能进行表征。结果表明:合成的纳米晶晶粒度约5 nm,为闪锌矿结构;由荧光光谱分析可知,激发波长为270nm时,发射光谱中主要出现了470,530和580 nm 3个发射峰,且当合成温度为120℃时,发光峰强度最大。980 nm激发纳米晶时,得到了Er离子在540和650 nm处,~4F_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的跃迁发射峰。

Lu_2O_3:Yb^(3+),Tm^(3+)纳米晶的结构和上转换发光性能研究

采用共沉淀法制备了Yb3+和Tm3+共掺杂的Lu2O3纳米晶,用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显示镜(SEM)和上转换光谱对样品进行了表征。研究了Tm3+浓度和煅烧温度对粉末的结构和上转换发光性能的影响。结果表明,制备出的纳米晶具有纯的Lu2O3相,结晶性较好。在980 nm半导体激光器激发下,样品发射出蓝光、红光和近红外光,并且当Tm3+掺杂摩尔分数超过0.2%时,出现了浓度猝灭效应。随着煅烧温度的增加,纳米晶的尺寸增大,上转换发光强度增强。发射强度与激发功率的关系表明,蓝光490 nm和红光653 nm的发光是三光子过程,近红外811 nm的发光是双光子过程。

EDTA辅助水热法制备NaGd_(0.79-x)Y_xF_4:Yb^(3+),Er^(3+)固溶体上转换性能的研究（英文）

通过EDTA辅助的水热法合成了Yb^(3+)/Er^(3+)共掺NaGd0.79-xYxF4固溶体。XRD与TEM结果表明成功制备出直径约为20nm的纳米颗粒。通过光谱显示,系列样品在980nm激光激发下,观察到了位于540,656nm的发光,分别归因于Er^(3+)离子2H11/2,4S3/2→4I15/2与4F9/2→4I15/2跃迁,并且通过调节Y^(3+)/Gd^(3+)比例,显著增强了Er^(3+)的上转换发光强度。与此同时,Y^(3+)完全取代Gd^(3+)时,Er^(3+)上转换发光强度最强。EDX结果表明,Yb^(3+)在NaGdF4与NaYF4基质中具有不同的固溶度,并进一步讨论了可能的上转换发光机理。