【摘 要】
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上转换发光是指吸收低能量光子发射出高能量光子的现象。上转换发光材料能应用在红外传感器,三维立体显示,光学存储,医疗诊断以及防伪等方面有广泛地应用,因其具有隐蔽性强、
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上转换发光是指吸收低能量光子发射出高能量光子的现象。上转换发光材料能应用在红外传感器,三维立体显示,光学存储,医疗诊断以及防伪等方面有广泛地应用,因其具有隐蔽性强、稳定性好、使用简便和成本低廉等独特的优势,上转换发光在防伪领域也引起了人们广泛地研究。但是,目前市场上常见的上转换材料防伪产品大部分只能在980nm波段使用,而且发光颜色较少。针对这样的情况,在本论文中主要开展了如下工作:(1)采用高温固相法制备了 Tm3+/Nd3+/Yb3+共掺的CaTeO3荧光粉,在808nm激光激发下获得了一个单一的上转换蓝光(476nm)发射带,样品因而表现高纯度的蓝光发射。通过对样品掺杂不同浓度Nd3+离子和Yb3+离子时上转换发光强度的变化进行研究,确认其最佳掺杂浓度分别为0.007和0.01。基于样品的上转换发光强度与激发光源功率之间的依赖关系及相关样品的近红外发射光谱图,解释了 Nd3+→+Tm3+和Nd3+→Yb3+→Tm3+两种能量传递过程。在该体系中,Yb3+离子在Nd3+离子与Tm3+离子之间的能量传递过程中充当桥梁的作用,促使Nd3+离子的能量更高效地传递给Tm3+离子。测试了不同掺杂情况下的Nd3+离子荧光寿命,获得了相应的能量传递效率参数。(2)采用高温固相法制备了 Er3+/Nd3+/Yb3+共掺的NaY(MoO4)2荧光粉,在808nm激发下能够得到很强的绿光(535nm和558nm)和较为微弱的红光(669nm),绿光与红光发射强度积分强度比达到40,且样品的绿光与红光发射强度积分比值几乎不随Yb3+离子浓度的变化而变化。这说明Er3+/Nd3+/Yb3+共掺的NaY(MoO4)2可方便地实现808nm激发下高纯度上转换绿色发光。分析发现,在NaY(MoO4)2中,由于实现Er3+离子在4F9/2能级布居的能量传递几率和无辐射跃迁几率都较低,从而保障了 808nm激发下样品的高纯度绿色上转换发射。在研究了 Nd3+和Yb3+离子掺杂对Er3+离子上转换发光的影响时还发现,只有在同时引入Nd3+离子和Yb3+离子时才能将其上转换发光强度最大提升12倍,单独引入Nd3+离子或Yb3+离子都反而会导致Er3+离子的上转换强度降低。这表明808nm激发下的该体系的上转换特性取决于Nd3+→Yb3+→Er3+的敏化与Er3+→Nd3+/Yb3+离子反向能量传递之间的竞争机制。
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