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《稀土掺杂的钨酸盐、钒酸盐荧光粉的合成与发光性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）稀土掺杂的钨酸盐、钒酸盐荧光粉的合成与发光性能研究何景祺二○一八年六月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111515022广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）稀土掺杂的钨酸盐、钒酸盐荧光粉的合成与发光性能研究何景祺指导教师姓名、职称：罗莉教授学科(专业)或领域名称：电子科学与技术学生所属学院：物理与光电工程学院论文答辩日期：2018年6月2日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMas
2、ter(MasterofEngineeringScience)SynthesisandInvestigationonLanthanidesIncorporatedTungstatesandVanadatePhosphorsMaterialsM.E.Candidate:JingqiHeSupervisor:Prof.LiLuoJune2018SchoolofPhysics&Opto-electronicEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.Ch
3、ina,510006摘要摘要上转换发光材料一直是发光领域中最热门的研究课题之一。不同于传统的荧光材料，它可以吸收红外光并将低能量光子转换成高能量光子以可见光或紫外光的形式发射。相对于后者，它安全性更高、光稳定性更强、紫外污染更低，常用于红外成像、生物探针、防伪鉴定、癌症治疗等等。可以预见上转换发光材料将在未来的应用中发挥无比重要的作用。本文研究目的是研发出具备优秀荧光特性和潜在商业价值的新型稀土掺杂的发光材料。利用固相反应法制备出钨酸盐、钒酸盐两个系列的荧光粉，并研究它们的物相结构、发光特性和发光机理。主要内容如下：（1）采用固相反应
4、法成功制备新型双钨酸盐LiGd(WO4)2(LGW):Er3+,Yb3+,Nd3+上转换发光荧光粉。XRD分析表明掺杂稀土离子后的样品仍为白钨矿晶体结构的纯相。在980nm激发下，研究了Yb3+掺杂浓度对Er3+与Yb3+共掺LGW样品的上转换发光强度的影响，并进行优化，研究发现Yb3+最佳浓度为0.2；同理，在808nm激发下，分别研究了Yb3+与Nd3+掺杂浓度对Er3+,Yb3+,Nd3+共掺LGW样品的上转换发光强度的影响，优化Yb3+与Nd3+掺杂浓度，发现Nd3+最佳浓度为0.035，Yb3+最佳浓度为0.2。（2）研究了
5、荧光粉LGW:Er3+,Yb3+,Nd3+的温度传感性能。在热平衡状态下，电子布居数在Er3+的热偶能级2H11/2和4S3/2之间的分布服从玻尔兹曼分布，故可将自发辐射2H11/2→4I15/2，4S3/2→4I15/2的荧光强度比（FIR）用于监测荧光粉温度的变化，用灵敏度S（S=dFIR/dT）表征样品的温度传感性能。本文分别使用980nm和808nm泵浦激发，并通过对应的变温上转换荧光光谱的分析，发现在近红外激发下荧光粉LGW:Er3+,Yb3+Nd,3+的上转换荧光强度在200~700K的温度范围表现出对温度的高度敏感性。在
6、980nm激发下，荧光粉LGW:Er3+,Yb3+温度灵敏度在200~700K高温范围内维持在0.006K-1以上，在427K时最大灵敏度达到0.0098K-1。而在808nm激发下，荧光粉LGW:Er3+,Yb3+,Nd3+的温度灵敏度维持在0.003K-1以上，最大灵敏度为0.0057K-1。和其他文献报道的Er/Yb共掺材料的温度灵敏度相比，稀土掺杂的荧光粉LGW:Er3+,Yb3+具备优良的温度传感性能。可见稀土掺杂的LGW荧光粉是理想的光学温度传感器材料。（3）采用高温固相法合成LiLn(WO4)2：Er3+,Yb3+,Nd
7、3+（Ln=Y3+,La3+,Gd3+）上转换发光荧光粉,研究了不同基质材料对上转换荧光性能的影响。利用X射线衍射、漫反I广东工业大学硕士学位论文射光谱、荧光光谱、拉曼光谱检测Er3+/Yb3+/Nd3+三掺LiLn(WO4)2晶体的物相、吸光性能、发光特性与振动峰分布情况。荧光光谱显示各基质材料的发射强度大小关系为IGd>ILa>IY。利用拉曼峰的积分面积大小推导声子态密度大小关系，实验结果显示样品的拉曼峰的积分面积强度大小关系为SY>SLa>SGd，推导出对应声子态密度大小关系：ρY>ρLa>ρGd。通过荧光光谱和拉曼光谱分析，可
8、见虽然LGW，LLW，LYW的声子能量相近，然而由于它们的声子态密度大小不同，导致了这三种荧光粉的荧光效率有所不同。根据结果，推测声子态密度随阳离子Ln的相对分子质量大小的增加而变小，对应着荧光强度大小关系IGd>ILa
