水热法合成NaYF_4∶Yb^(3+)-Er^(3+)及其上转换发光性质

采用水热法合成了不同浓度Yb^(3+)和Er^(3+)共掺NaYF_4上转换发光材料。利用X-射线粉末衍射技术鉴定了物相的纯度,结果表明,样品的XRD与NaYF_4(JCPDS 28-1192)标准卡片一致,均为纯相,结晶度高。在扫描电镜的辅助下,对样品的形貌进行了表征分析,其微观形貌呈六方棱柱状,柱长7μm左右,直径3μm左右,且尺寸分布均匀。在此基础上,利用荧光分光光度计(激发光源为980 nm激光器)对样品的发光性能进行了测试,在980 nm激光器的激发下,得到了发射峰位分别位于525 nm、550 nm、660 nm组成的上转换光谱,可指认为Er^(3+)的2H11/2,4S3/2→4I15/2(绿光)和4F9/2→4I15/2(红光)跃迁。进一步讨论了样品发光强度和泵浦源功率之间的关系,发现绿光和红光发射均为双光子过程。

Yb^(3+)/Er^(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能

采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100℃)和退火温度(440℃,480℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。

掺杂浓度对BaGd_2ZnO_5∶Er^(3+)/Yb^(3+)荧光粉上转换发光的影响

采用传统高温固相法合成了一个系列不同Er3+浓度单掺的BaGd2ZnO5荧光粉和两个系列分别改变Er3+、Yb3+浓度的共掺杂BaGd2ZnO5荧光粉.采用X射线衍射对得到荧光粉的晶体结构进行了分析,证实所有产物均为纯相BaGd2ZnO5,掺杂浓度的变化未引起晶相改变.采用980nm激光作为激发源,在同样条件下测量了不同稀土掺杂浓度样品的上转换发射光谱.实验发现Er3+单掺杂样品的绿色上转换发光强于红色上转换发光;当Yb3+浓度为20%,不同Er3+浓度共掺杂样品的红色上转换发光强于绿色发射上转换发射;而固定Er3+浓度为5%,不同Yb3+浓度样品的红色和绿色上转换发射强度均较强.研究了不同稀土离子掺杂浓度样品的上转换发光强度与激光器工作电流(即不同激发功率密度)的关系,通过分析发现所有样品的红色和绿色上转换发光均为双光子过程.计算了不同稀土掺杂浓度样品的色坐标,发现掺杂浓度对样品色坐标具有较大影响,通过调整掺杂浓度可对色坐标进行调整.

基于NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)上转换发光材料的色彩设计

采用共沉淀法制备β-NaYF4:Yb3+,Er3+。X射线衍射图谱结果表明退火有利于β相生长。样品在970nm处有一强烈吸收峰,利用980nm激光激发样品,实现红、绿、蓝三色上转换发光;其中蓝光相对较弱,红、绿光的发射峰分别为521,539,659nm。速率方程表明红、绿发射对应跃迁均是双光子过程,实验结果与理论分析相符。此外,对红、绿发射带面积比的研究表明激发功率和Yb3+掺杂量影响发光颜色;进而可实现简便的色彩设计。

Yb^(3＋),Er^(3＋)共掺BaGd_2ZnO_5材料的制备及其上转换发光效率

采用溶胶-凝胶法制备了含有不同Yb3+,Er3+掺杂浓度的BaGd2ZnO5上转换发光材料,测量了这些样品在不同激发光密度下的上转换光发射功率及上转换效率。实验结果表明:在不同激发光密度下,所有样品的光发射功率都存在极大值,其中Yb3+掺杂摩尔分数为4%,Er3+掺杂摩尔分数为1%时样品的最大发射光功率可达20 mW;样品的上转换绝对效率也存在极大值,随着Yb3+和Er3+浓度增加,绝对效率的极大值向较低激发光密度方向移动,在Yb3+掺杂摩尔分数为9%,Er3+掺杂摩尔分数为3%时样品的上转换效率达到最高,绝对效率为3.2%,极值效率最大值为6.9%。

β-NaYF_4:Yb^(3+),Er^(3+)上转换发光材料的可控合成及其发光性能

采用水热法合成多种形貌和尺寸的NaYF4:Yb3+,Er3+上转换发光材料,探讨螯合剂、敏化剂、激活剂、氟化铵用量及水热时间对目标产物发光性能的影响规律,并通过正交实验优化Yb3+、Er3+共掺杂NaYF4上转换发光纳米材料的合成条件。采用XRD、SEM和荧光光谱对目标产物进行对比分析。结果表明:目标产物为β-NaYF4,在980 nm红外光的激发下,发出明亮的绿光,最强发射峰在542 nm。可通过改变螯合剂的种类来控制生成不同尺寸(纳米级或微米级)和形貌(管状、球形或六棱柱形)的目标产物。所制备的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光材料分散性好、荧光强度高,在生物探针及生物成像等领域具有潜在的应用价值。

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。

烧结温度对Er^(3+)/Yb^(3+)共掺氟氧化物粉末上转换发光的影响

采用高温固相法在600～1100℃范围内选择6个不同烧结温度制备了系列相同配方的Er3+/Yb3+共掺氟氧化物上转换发光粉末。在室温下对各样品采用波长为980nm泵浦光激发,肉眼均可观察到峰值位于658nm、539nm和523nm处的上转换红光和绿光,分别对应于Er3+的4F9/2→4I15/2和4S3/2/2H11/2→4I15/2能级跃迁,且红光强度大于绿光强度。通过比较,各样品的上转换图谱形状完全相同,而红绿上转换发光强度明显不同,800℃烧结制得样品的红绿荧光强度最强。样品的绿色荧光强度与红色荧光强度的比值随烧结温度升高而增加。通过各样品的X射线粉末衍射图谱(XRD)分析其成分结构,发现烧结温度对样品的成分含量有较大影响。通过测量不同烧结温度下制得样品的上转换发光强度与激发功率的变化关系,发现不同烧结温度可改变样品的上转换发光机理。

ZnWO_4∶Er^(3+),Yb^(3+)纳米棒的制备及发光性能

采用水热法以聚乙二醇为分散剂合成了Er3+,Yb3+共掺的ZnWO4纳米棒。X射线衍射、透射电子显微镜分析结果表明:所得产物为直径约20nm的ZnWO4纳米棒。在激发波长为980nm的半导体激光器做光源激发下,确定样品的3个发射峰的发光中心位于532、553和656nm,分别对应于铒离子2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺磷酸盐玻璃陶瓷的发光性质研究

采用高温熔融法制备了Er3+/Yb3+共掺杂的磷酸盐玻璃陶瓷,测试和分析了其吸收光谱和975nm泵浦下的上转换和近红外发射光谱。X射线衍射(XRD)测试表明,玻璃陶瓷中的晶粒组成为Mg2P2O7,尺寸为30~40nm。根据Judd-Ofelt(J-O)理论、McCumber理论和Fuchtbauer-Ladenburg(F-L)方程等方法,分别计算了基质玻璃和玻璃陶瓷中的强度参数Ωt(t=2,4,6)、Er3+在1540nm附近的吸收截面和受激发射截面。讨论了Er3+在基质玻璃和玻璃陶瓷中的上转换和近红外发光特性。

纳米Ag颗粒掺杂方式对NaYF_4∶Yb^(3+)/Er^(3+)上转换发光材料发光性能的影响

利用水热法制备了Yb3+,Er3+共掺杂NaYF4上转换发光材料。在实验中引入Ag纳米溶胶,研究了Ag纳米颗粒对NaYF4∶Yb3+/Er3+上转换发光材料结构、形貌和光学性质的影响。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪对样品的结构、形貌和光学性能进行了研究。结果表明,生成NaYF4∶Yb3+/Er3+反应前加入Ag纳米颗粒可使NaYF4∶Yb3+/Er3+粉末的衍射峰强度增强;生成NaYF4∶Yb3+/Er3+反应后加入Ag纳米颗粒会使六方相样品部分转变成立方相。生成NaYF4∶Yb3+/Er3+发光材料前引入Ag纳米溶胶可以大大提升晶体的结晶质量;生成NaYF4∶Yb3+/Er3+发光材料后引入Ag纳米溶胶,原有六棱柱直径变小,产物有新的球状晶体生成。生成NaYF4∶Yb3+/Er3+反应前加入Ag纳米颗粒,可使NaYF4∶Yb3+/Er3+上转换材料的发光强度显著增强,与未掺杂Ag纳米颗粒相比发光强度增加约36%。

Na^+掺杂对LiYF_4∶Er^(3+)/Yb^(3+)上转换发光性能的影响

上转换发光材料由于低的发光效率,限制了其在太阳电池中的实际应用。为解决此问题,采用溶剂热法制备了LiYF4∶Er3+/Yb3+上转换发光颗粒,在LiYF4基质中引入Na+来打破Er3+周围晶体场的对称性,增强其发光性能。研究了Na+掺杂对LiYF4∶Er3+/Yb3+的结构、形貌及其发光的影响。结果表明:掺杂的Na+可以裁剪Er3+周围的晶体场,当Na+摩尔分数为15%时,得到了较大的发光增强,绿光和红光发射分别获得4.2倍和2.9倍的增强。Er3+周围晶体场对称性的降低和材料中OH基团的减少是其发光增强的主要原因。

Er^(3+)/Yb^(3+)/Tm^(3+)共掺杂氟化物中红色上转换发光研究

氧化铒的质量增加到原来的10倍左右时发现两种配方的发光性质有明显不同。根据情况作者研究了Er3+ /Tm3+ ,Er3+ /Er3+ 和Er3+ /Yb3+ /Tm3+ 发光系统在980nm抽运下的荧光光谱和上转换发光的性质,以及在声子能量较低的氟化物中,3个发光系统建立的优先性和Er3+ 离子浓度的关系。根据实验发现当Er3+ 离子浓度由小逐渐变大时,绿光和红光的强弱比例也有明显的变化。其中作者认为起决定性作用的是Er3+ 离子浓度。因为在均匀体系中每个稀土离子的和另一个稀土离子的结合形成发光系统的机会是平等的,组成发光系统的稀土离子间的距离变化,即其中一种起决定作用的离子浓度变化时,那么它所组成的发光系统也就相应发生变化(稀土离子的优先结合性也会在此得到体现) ,从而发出的主色的光也就跟着变化。

Er3＋/Yb3＋共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。

低温凝胶燃烧法合成Y_2O_3:Er^(3+),Yb^(3+)纳米晶上转换发光材料

分别以柠檬酸和甘氨酸为燃烧剂,采用低温凝胶燃烧法合成了Er3+、Yb3+共掺Y2O3纳米晶粉体。通过TG-DSC、XRD、SEM等分析手段对两种燃烧剂所对应的反应过程及纳米晶粉体的物理性能进行了分析,结果表明甘氨酸法具有更高的反应效率、更好的粉体分散性及粒径均匀性。在980 nm激光二极管(LD)激发下,对甘氨酸法所得样品的上转换发光性能分析表明,绿光和红光发射谱带分别来自于Er3+的4S3/2/2H11/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。此外,对Er3+和Yb3+掺杂浓度、粉体煅烧温度对纳米晶样品上转换发光性能的影响进行了讨论。

Yb^(3+)/Er^(3+)共掺BaGd_2O_4荧光粉的制备及其上转换发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了Yb3+/Er3+共掺杂BaGd2O4上转换荧光粉。研究了退火温度对BaGd2O4晶体结构的影响,以及Yb3+/Er3+共掺杂的BaGd2O4荧光粉在971 nm LED激发下,激发密度与上转换发射光功率及效率的关系。研究结果表明,尽管BaGd2O4与目前报道效率最高的Yb3+/Er3+共掺杂BaGd2ZnO5基质的最高声子能量相同,但光-光转换效率却相差82倍,极值量子效率相差7.8倍。结论认为,在声子能量不是很高的情况下,材料结构是影响上转换效率的主要因素。

Er^(3+)/Yb^(3+)共掺碲酸盐玻璃陶瓷的光谱性质(英文)

利用熔融淬火法在900℃下成功制备出原料比为60TeO2-10CaF2-25H3BO3-1Er2O3-4Yb2O3的Er3+/Yb3+共掺杂透明玻璃陶瓷。利用XRD和TEM验证了玻璃陶瓷中存在Er2Te5O13纳米微晶,并由Raman测试得知其声子能量为886 cm-1。分别测量了其上转换和下转换发射谱,发现不同激发光源下的发光过程中红、绿光发射强度有明显不同,并分别对其能量传递过程进行了讨论。

Sol-gel法制备Er^(3+)-Yb^(3+)共掺杂Al_2O_3粉末光致发光特性

采用异丙醇铝 [Al(OC3H7) 3]为前驱体 ,溶胶 凝胶 (Sol gel)法制备Er3+ Yb3+共掺杂Al2 O3粉末 实验结果表明 :90 0℃烧结的粉末为固溶Er3+、Yb3+的γ (Al,Er,Yb) 2 O3相和少量θ (Al,Er,Yb) 2 O3相的混合物 Er3+ Yb3+共掺杂Al2 O3粉末具有中心波长为 1.5 33μm的光致发光 (PL)特性 1mol %Er3+和 1mol%Yb3+共掺杂的Al2 O3粉末的PL强度较 1mol %Er3+掺杂提高 2倍 ,半峰宽从 5 3nm增加到 6 3nm 随泵浦功率的提高 。

CaO对提高Er^(3+)/Yb^(3+)共掺ZrO_2上转换发光效率的研究

采用固相反应法在1000℃烧结得到了Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-CaO粉末样品,样品在980 nm激发下发射较强的绿红光,发射光谱显示三个主要发射峰,中心波长依次为658 nm、544 nm和530 nm,文中利用速率方程讨论了样品的上转换发光与抽运功率的关系,对绿红光的上转换发光途径进行了分析。通过XRD检测发现,在ZrO2基质中加入适量的CaO有利于提高样品的上转换发光效率。

级联双包层Er^(3+)/Yb^(3+)共掺光纤放大器的增益瞬态

基于速率方程的离散算法,首次实现了对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器级联链路增益瞬态的分析。研究了级联链路中功率漂移与撤除信道数及级联放大器数量的关系。