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近年来,随着半导体激光器的快速发展和在发光二极管、高密度存储器、显示器、光电子器件、医学诊断、传感器和太阳能转换等潜在的应用前景,稀土掺杂发光材料得到广泛的关注和研究。而铌酸盐材料由于多样的结构和电光特性受到广泛的关注。论文报道了Ho3+/Yb3+共掺的CaNb2O6薄膜和稀土Sm3+掺杂SnNb2O6粉体的制备和性能研究。 本文采用激光脉冲沉积法(PLD)在硅片Si(100)上沉积制备Ho3+/Yb3+共掺的CaNb2O6薄膜,对制备的样品进行不同温度退火等后处理。结果表明,退火温度对薄膜的结构、形貌、晶粒尺寸和上转换发光特性有很强的影响。Ho3+/Yb3+共掺的CaNb2O6薄膜的上转换发光强度随着退火温度的增加而加强。 XRD图中700℃,800℃和900℃温度下退火的CaNb2O6∶Ho3+/Yb3+薄膜样品的(131)最强衍射峰的半峰宽分别为1.28°,0.45°和0.33°,平均晶粒尺寸分别为2.89nm,8.22nm和9.98nm;在AFM图中,薄膜样品平均晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,未退火和经600℃,700℃,800℃,900℃温度退火后的薄膜样品表面粗糙度均方根值分别为4.37nm,5.32nm,5.78nm,6.12nm和7.12nm。薄膜样品的结晶度、晶粒尺寸随着退火温度的升高得到提高。 TEM分析表明900℃温度退火后的薄膜样品为多晶薄膜,薄膜的平均厚度约为100nm,对应于(111)晶面,晶面间距约为0.37nm。在980nm激发激光下,薄膜样品上转换发光光谱主要由波长为549nm附近的绿光和波长为671nm附近的红光两部分组成,分别对应着Ho3+离子的5F4,5S2→5I8和5F5→5I8的能级轨道跃迁,上转换发光为双光子过程。薄膜样品分别在600℃,700℃,800℃,900℃温度下退火后,观察到发光强度随着退火温度的升高而递次增强。 通过熔盐法、固相法制备不同的Sm3+掺杂SnNb2O6粉体样品,所得样品为单斜晶系的SnNb2O6。采用熔盐法,煅烧温度为700℃时,掺杂浓度为3%,制备的粉体样品发光强度最强、掺杂效果较好。在407nm激发下,该粉体样品有较强的橙红光发射,最强峰在599nm,属于Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁,对Sm3+的599 nm衰减曲线符合单指数函数分布,衰减寿命为61.56μs。在波长为808nm的激光器激发下,有较强的500-700nm波段的上转换发光,上转换发光是由于Sm3+离子对之间的准谐振能量传递过程。