论文部分内容阅读
上转换荧光材料的应用领域非常广，在医疗、照明、能源、科研等诸多领域都有应用，逐渐成为21世纪的研究新星。本论文中描述的稀土掺杂LiTaO3多晶集稀土离子的上转换性能和钽酸锂优异的光学特性于一身，对发光材料的研究发展以及实际生产具有非常重要意义。 实验采用高温固相合成法制备了多组具备不同Ho3+、Yb3+与Tm3+掺杂浓度的LiTaO3多晶。测试了双掺Ho3+/Yb3+，双掺Tm3+/Yb3+以及三掺Ho3+/Yb3+/Tm3+的LiTaO3多晶的X射线衍射图谱，紫外-可见吸收谱，上转换荧光发射谱及上转换荧光寿命。探究了不同稀土离子对上转换荧光强度和色度的调节作用，分析了此过程的上转换发光的机制，为获取高效的上转换白光提供了理论依据和试验指导。 依照X射线衍射测试结果，可以判断LiTaO3多晶在掺入稀土离子后的晶架结构依旧是三方晶系，联合紫外-可见吸收谱中吸收边的移动趋势，剖析稀土离子在晶体中的占位规律。 对于Ho3+/Yb3+双掺和Tm3+/Yb3+双掺LiTaO3多晶样品，我们测试了其在980nm泵浦源的激发下的上转换荧光谱和上转换荧光寿命。结合Ho3+、Yb3+和Tm3+离子的能级分布，分析双掺体系中稀土离子之间上转换机理。本部分实验中，采用单一掺杂浓度变量，为上转换白光发射在Ho3+/Yb3+/Tm3+三掺LiTaO3多晶中实现的奠定了基础。 在双掺实验的基础上，紧接着我们测试了Ho3+/Yb3+/Tm3+三掺LiTaO3多晶的上转换荧光谱和上转换荧光寿命，并在此基础上，得到各组样品的CIE色度坐标后将之与标准等能量白光相比较。研究了改变材料中发光离子的浓度对LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶体系的上转换荧光强度和色度的影响，探讨Ho3+/Yb3+/Tm3+三掺体系中的上转换发光机理。 根据此前的分析结果，我们调整材料中Ho3+、Yb3+与Tm3+的浓度以实现在980nm泵浦源的激发下LiTaO3:Ho3+/Yb3+/Tm3+多晶体系的上转换白光输出。最后我们得到配比为LiTaO3:0.05mol％Ho3+/2.0mol％Yb3+/0.4mol％Tm3+时输出的荧光最为接近标准白光发射。