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随着时代的进步,科技发展日新月异,而在各科学领域的发展进步中,材料的研究一直是不可忽视的重要部分。因为稀土离子具有丰富的能级结构和独特的4f电子层构型,让其广泛应用于生物成像、白光LED、固态激光器、光学通讯、医疗救治、功能探测和温度传感等领域。Er3+更是因为其两个热耦合能级的特殊能级结构使得他们在上转换发光领域具有优异的研究价值。而基于稀土离子热耦合能级的荧光强度比型温度传感技术因其快速响应、灵敏度高等优势,使其成为了当下在温度传感技术领域最热门的研究趋势。因为NaReF4型氟化物相比于传统荧光粉基质材料具有声子能量低、发射光谱明显、发光强度高、荧光寿命长、生物毒性低等优势。所以,本文采用EDTA为螯合剂通过水热法,成功制备了Er3+,Yb3+共掺的NaYF4和NaGdF4两种氟化物荧光材料,并且对这两种光学材料的光学温度传感性质进行了系统的研究。用XRD和FE-SEM对样品的结构和形貌进行了表征。XRD图谱显示,NaYF4荧光粉的晶体结构随着EDTA/Re3+的增加,由α相(面心立方)变为β相(简单六方)结构。NaGdF4荧光粉为简单六方晶体结构。FE-SEM则显示,α-NaYF4样品为均匀的球形颗粒,β-NaYF4样品为规则的六边形薄片,NaGdF4样品为长条形颗粒。且随着EDTA用量的增加,样品粒径均有减小。测量NaYF4荧光粉在980 nm近红外激光激励下的温度依赖上转换发射光谱。此外还研究了样品基于Er3+两个热耦合能级(2H11/2,4S3/2)的荧光强度比的温度传感性能。结果表明,无论是α相样品还是β相样品,其温度传感灵敏度都随EDTA用量的增加而增加,这主要是因为随着EDTA/Re3+的增加,合成过程中有机杂质增加将造成最终产物中晶格缺陷的增多,进而使得Er3+离子周围环境的无序性增大,从而导致Er3+离子的跃迁强度参数也随之增加造成的。并且当EDTA/Re3+=3时,α相样品灵敏度有最大值为4.19×10-3K-1(486 K);当EDTA/Re3+=8时,β相样品灵敏度有最大值为4.66×10-3 K-1(550 K)。而样品的相对灵敏度却不随EDTA用量的增加而改变,这主要是因为样品的相对灵敏度只与Er3+两个热敏能级的能级间隙有关。α相样品和β相样品在温度为303 K时相对灵敏度具有最大值,分别是1.05%K-1和1.20%K-1。本论文同时测量了NaGdF4荧光粉在980 nm近红外激光激励下的温度依赖上转换发射光谱,并研究NaGdF4荧光粉的荧光强度比和温度传感性能。观察分析发现,NaGdF4荧光粉的灵敏度和相对灵敏度的变化规律与NaYF4荧光粉的变化规律基本一致。灵敏度随EDTA/Re3+的增加而增加,当EDTA/Re3+=4时,灵敏度最大值为4.60×10-3 K-1。同样的相对灵敏度也几乎不发生改变,最大值约为1.17%K-1(303 K)。本论文的研究结果表明,以EDTA为螯合剂,用水热法制备的氟化物体系的荧光粉材料具有操作相对简单、粒径大小可控、形貌规则、分散良好的优点。此外还发现随着螯合剂EDTA用量的增加,Er3+,Yb3+共掺杂的氟化物体系荧光材料的温度传感灵敏度有明显提高。本论文的研究结果对Er3+激活的上转换温度传感材料的设计和制备具有重要的指导和借鉴意义。