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采用Sol-gel法制备了Er3+及Er3+,yb3+掺杂TiO2纳米晶粉末,系统研究了烧结温度、Er3+浓度对TiO2相结构、晶粒大小和上转换发光特性的影响,讨论了yb3+对上转换发光的增强作用。 未掺杂TiO2,500℃烧结时为锐钛矿相结构,700和900℃烧结时均为金红石相结构:1.0mol%Er3+:TiO2,500和700℃烧结时均为锐钛矿相结构,900℃烧结时主要为含有少量Er2Ti2O7晶相的金红石相结构;3.0 mol%Er3+:TiO2和1.0mol%Er3+（0.1-5.0）mol%yb3+共掺TiQ2,700℃烧结时均为锐钛矿相结构。稀土离子掺杂抑制了TiO2锐钛矿向金红石相的转变。随着稀土离子掺杂浓度增大,结晶度降低,晶粒粒径减小;随着烧结温度升高,晶粒粒径增大。 Er3+:TiO2纳米晶在980nm半导体激光泵浦下获得分别位于552-567、678nm的绿色和红色上转换发光。相同Er3+浓度和相结构,平均粒径较大的Er3+:TiQ2,其上转换发光总强度(Ired+Igreen)更强;不同相结构的Er3+:TiO2,锐钛矿结构的上转换发光总强度大大强于金红石结构。700℃烧结Er3+:TiO2:Ti02纳米晶粉末在0.1-3.0mol%浓度范围内绿光强于红光。Er3+掺杂浓度为0.5mol%时,Er3+:TiO2的上转换绿光和红光强度最强,大于0.5mol%,绿光和红光强度逐渐减弱。 yb3+共掺1.0 mol%Er3+:TiO2内米晶粉末中,由于yb3+对980nm激发光大的吸收截面和yb3+对Er3+有效的能量传递作用,上转换发光强度较单掺1.0mol%Er3+:TiO2明显增强。随着yb3+浓度增加,绿光缓慢增强,而红光增强显著。yb3+浓度低于1.0mol%,绿光强于红光,在yb3+浓度增大到1.0mol%后,红光强于绿光。上转换发光强度与泵浦功率的关系表明,Er3+:TiO2和Er3+,yb3+共掺TiO2纳米晶粉末上转换绿光和红光发射均为双光子过程。Er3+:TiO2中,红光/绿光的相对强度随泵浦功率增大逐渐增强;Er3+,yb3+共掺TiO2中,红光/绿光的相对强度随泵浦功率增加却逐渐减弱。