Li+對稀土離子摻雜玻璃材料發(fā)光增強(qiáng)的機(jī)制研究.pdf

1、稀土離子摻雜的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料由于在綠色照明、生物熒光標(biāo)識、信息顯示以及光電子學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用前景而得到人們的重視。摻稀土離子的玻璃是目前激光材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。提高稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率成為目前研究的重點(diǎn)。
　　本文主要研究了Li+離子與稀土離子共摻納米晶材料和玻璃材料的光譜性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Li+離子能夠增強(qiáng)稀土離子熒光強(qiáng)度，并用Judd-Oflet理論分析了上轉(zhuǎn)換發(fā)光增強(qiáng)的機(jī)制。采用溶膠凝膠法制備不同Li+離子摻雜濃度的Tm3+

2、/Yb3+共摻的Y2O3納米晶材料。在紅外光976nm激發(fā)下觀測到Tm3+可見光發(fā)射，發(fā)現(xiàn)在Li+離子摻入后，Tm3+的紫外(1D2→3H6)、藍(lán)光(1G4→3H6)、紅光(1G4→3H4)和近紅外光(3F4→3H6)發(fā)光的強(qiáng)度都有極大增強(qiáng)，其中紫外光最大增強(qiáng)36倍。由此得出Li+是一種很好的Tm3+離子的熒光增強(qiáng)劑。通過對光譜和功率曲線的分析，根據(jù)能級匹配條件及Tm3+能級圖解釋了發(fā)光機(jī)制，Li+離子的摻入并未改變發(fā)光機(jī)制。采用固相反

3、應(yīng)方法制備了一系列不同Li+摻雜濃度的Tm3+/Yb3+共摻的硼硅酸鹽玻璃、Tm3+/Yb3+共摻硅酸鹽玻璃、Er3+摻雜的硼硅酸鹽玻璃樣品。測量了樣品的吸收譜和光致發(fā)光譜。在紅外光976nm激發(fā)下觀察到在Li+摻入后，各種稀土離子的上轉(zhuǎn)換熒光強(qiáng)度均有增強(qiáng)，并且其吸收光譜強(qiáng)度也略有增加。研究表明Li+離子對稀土離子摻雜材料熒光的增強(qiáng)具有普遍性。用Judd-Oflet理論計算了Li+/Tm3+/Yb3+共摻硼硅酸鹽和硅酸鹽玻璃的J-O強(qiáng)度