论文部分内容阅读
稀土上转换发光材料具有高化学稳定性、优异的光稳定性、窄带发射、长发光寿命、低激发能等特点,在激光介质、显示与照明、防伪技术、医疗、光通信等领域具有广泛应用前景。氟化物具有声子能量较低的特点,常被用于稀土上转换发光材料的基质材料。相比于其它常见的氟化物,KLaF4是具有更低声子能量的氟化物。本文采用水热法制备掺杂Er/Yb的KLaF4 (简写成Er/Yb:KLaF4)纳米棒,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)、紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)以及荧光光谱仪(PL)等相关测试手段,分析研究了掺杂浓度以及制备工艺对纳米棒物相结构、形貌和上转换性能的影响,获得以下主要结果：1、研究了制备工艺(退火温度,反应时间,反应温度,氟源以及pH值)对KLaF4纳米棒物相、形貌和上转换性能的影响。结果表明：300℃退火有助于得到结晶性更好,平均颗粒更大的六方相KLaF4纳米棒；随着反应时间和反应温度的增大,结晶质量提高,平均颗粒变大,波长为980 nm的近红外光上转换成的红绿光也会跟着变强；相比于NH4F氟源,以KF·2H2O为氟源的六方相KLaF4纳米棒结晶质量更好,上转换光更强；随着前驱体pH值的增大,结晶质量会提高,平均颗粒尺寸和上转换光强也会增大,所以前驱体的pH值宜调节在强碱环境下。2、研究了Yb3+离子掺杂浓度对Er/Yb:KLaF4纳米棒上转换性能的影响。结果表明：随着Yb3+离子浓度的增加,980 nm近红外光上转换成的绿红光强会逐渐减小,Er3+离子的2H11/2能级荧光衰减曲线呈双指数关系,对应的寿命也会逐渐减小。得出KLaF4:2 at.%Er/10 at.%Yb样品上转换光最强,荧光寿命最高为80μs。另外,还进一步研究了掺杂Pr的KLaF4(简写成Pr:KLaF4)纳米棒的下转换性能,得到的Pr:KLaF4纳米棒具有比较好的下转换效应(波长为480 nm的光下转换为红光)。总之,本文采用水热法成功制备出了具有上转换效应的Er/Yb:KLaF4纳米棒和下转换效应的Pr:KLaF4纳米棒,探索出了样品的最佳工艺参数和Er/Yb掺杂离子比,为制备具有较高转换效率的太阳电池提供了一定参考价值。