论文部分内容阅读
本论文论述了稀土离子之间的敏化作用、银纳米颗粒对稀土离子的荧光增强作用以及过渡金属离子与稀土离子的发光理论,总结了白光LED用玻璃陶瓷和太阳能电池光谱调制的研究进展,在此基础上制备了含有微晶CeF3和CeOF的Ce3+/Dy3+的玻璃陶瓷样品,以及Ag/Er3+共掺、Ag/Yb3+共掺、Ag/Cr3+共掺和Ag/Cr3+/Yb3+共掺玻璃和含有微晶SrF2的玻璃陶瓷样品。应用热分析(DTA)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及光致发光光谱(PL)等测试手段,研究了热处理机制、掺杂离子浓度等对玻璃及玻璃陶瓷样品物相、微观形貌和发光性能的影响。制备了含有微晶CeF3和CeOF的Ce3+/Dy3+的玻璃和玻璃陶瓷样品,随着Dy3+/Ce3+掺杂浓度比的提高,玻璃陶瓷在紫外光激发下的发光颜色发生逐渐由蓝-白-灰的变化,Dy3+和Ce3+的荧光寿命缩短,前者是由于浓度猝灭引起的,后者则主要是由于Ce3+向Dy3+的能量传递所致,随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷在紫外光激发下发射白光,CIE色度坐标接近于(0.33,0.33)。制备了含有微晶SrF2的Ag/Er3+共掺玻璃和玻璃陶瓷样品,测定其在1450nmLD激发下在近红外和可见范围内的上转换光谱。相比单掺Er3+的玻璃陶瓷样品(GCEr),Ag/Er3+共掺玻璃陶瓷样品(GCAgEr)的绿光发射光、红光发射光和1μm处的近红外发射光的强度分别为2.1倍、3.2倍和16.3倍。上转换发光增强机制为Er3+的激发态能级向Ag纳米颗粒的能量传递,引起Ag纳米颗粒的表面等离子体共振,从而增强了上转换发光的强度。制备了Ag/Yb3+共掺和Ag/Yb3+/Cr3+共掺的玻璃和玻璃陶瓷样品,研究了Ag/Yb3+共掺玻璃样品和Ag/Yb3+/Cr3+共掺玻璃陶瓷样品的光学性能。相比单掺Yb3+玻璃样品来说,在分子状Ag团簇(ML-Ag)特征吸收峰波长激发下,Ag/Yb共掺玻璃样品中的ML-Ag和yb3+之间可发生能量传递,Yb3+:2F7/2→2F5/2发光强度大大增强,在Ag的掺杂含量为4%时,荧光强度达到最高。采用Ag/Yb3+/Cr3+共掺可将Yb3+的激发带拓宽至整个可见光区域,主要是由于在可见激发下玻璃中可产生Cr3+向Yb3+的能量传递,而利用玻璃的晶化将Yb3+和Cr3+同时富集于析出的氟化物晶相可缩短Yb3+和Cr3+的离子间距,提高二者之间的传能效率。