Er^3＋铋铅锶玻璃吸收光谱和上转换光谱

采用溶胶-凝胶法合成了以Sr2MgSi2O7为基质，掺杂Eu^2 ，Dy^3 的长余辉发光材料，并表征其结构，激发-发射光谱和余辉衰减曲线。XRD分析表明，所合成的样品为Sr2MgSi2O7晶体结构。发光粉体的激发波长范围较宽，表明从紫外至可见光均可激发该发光材料。发射光谱主峰位于466nm。样品在自然光照射后持续发出明亮的蓝光，余辉时间持续8h以上。     

新型掺铒铋酸盐玻璃上转换发光研究

制备了新型掺Er3 铋铅锶玻璃,研究了玻璃的吸收光谱和上转换光谱性质,应用Judd-Ofelt理论计算了铋铅锶玻璃的3个强度参量Ωt(t=2,4,6),分别为Ω2=3.27×10-20 cm2,Ω4=1.15×10-20cm2,Ω6=0.38×10-20 cm2.计算了Er3 离子的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数.研究了上转换发光强度随泵浦激光功率的变化,上转换荧光525,546和657 nm曲线的斜率分别为1.86,1.88和1.85,表明红、绿光发射均为双光子吸收过程.     

掺Er~(3+)重金属氧氟硅酸盐玻璃的光谱性质与Judd-Ofelt理论分析

制备了掺Er3+重金属氧氟硅酸盐玻璃,研究了玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质,应用Judd Ofelt理论计算了强度参数Ωt(t=2,4,6)、Er3+离子的振子强度、自发辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命等光谱参数。应用McCumber理论,计算了能级4I13 2→4I15 2跃迁的受激发射截面。结果表明:掺Er3+重金属氧氟硅酸盐玻璃具有较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面。对Er3+离子在不同玻璃基质中带宽特性的比较发现,掺Er3+重金属氧氟硅酸盐玻璃的带宽特性与碲酸盐和铋酸盐玻璃相当,大于磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐玻璃。     

两种基质中Er~(3 )的上转换发光特性

合成了一种新型共掺杂Er3 和Yb3 的氟氧化物 (ZnF2 SiO2 基质 )材料 ,研究了Er3 在这种基质材料中的吸收和在 980nm激发下的上转换发光 ,并对比了同等激发条件下Er3 离子在ZBLAN玻璃和这种氟氧化物中的上转换发光特性。实验发现两种基质中Er3 离子吸收峰位置基本相同 ,但吸收强度明显不同。氟氧化物中Er3 离子的上转换发光强度要低于ZBLAN基质中Er3 离子的上转换发光强度 ,不同的是Er3 离子在氟氧化物基质中红光发射强度要强于绿光强度。分析了两种基质中Er3 的上转换发光机制 ,氟氧化物基质中Er3 离子红绿光发射均为双光子过程 ,ZBLAN基质中Er3 离子绿光发射为双光子过程 ,而红光发射为双光子和三光子混合过程。     

GdAlO_3:Er~(3+),Yb~(3+)荧光粉的制备与上转换发光性能

采用共沉淀、溶胶-凝胶和固相反应法制备了GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉.借助X射线衍射、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、N2-吸附、吸收光谱和荧光光谱等手段研究了不同方法制备的GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉结构、形貌、表面基团和光吸收及上转换发光性能.结果表明:用共沉淀法比固相反应法和溶胶-凝胶法可以在更温和的条件下制得纯相GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉,用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备的GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉颗粒都在纳米尺寸,溶胶-凝胶法制得的样品存在相对严重的颗粒团聚现象,而用固相反应法制备的荧光粉为微米级颗粒.GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉在980 nm激发的上转换发射光谱包含波长为524和546 nm的绿光与659 nm的红光,且三种方法制备的样品绿光发射强度都显著高于红光.不同方法制备的荧光粉上转换发光强度和红光/绿光强度比相差较大,共沉淀法制备的样品上转换发光强度要显著高于固相法以及溶胶-凝胶法制备的样品,而溶胶-凝胶法制备的样品发光中红光/绿光相对强度比最高.红外光谱显示,不同方法制备的GdAlO3:Er3+,Yb3+荧光粉表面OH-、CO32-及CO2官能团含量不同,溶胶-凝胶法制备的样品要明显高些.基于红外光谱、不同Er3+和Yb3+离子掺杂浓度及不同激光功率上转换发光的结果,对Er3+和Yb3+之间的能量传递过程及不同方法制备荧光粉的上转换发光性能进行了讨论.     

Er~(3+)掺杂硼硅酸盐玻璃的近红外发射特性研究

利用高温熔融法合成了掺Er3+硼硅酸盐玻璃。测量了样品的吸收光谱,由J-O理论得到了强度参数Ωλ(λ=2,4,6)及一些相关参数。用970nm光激发测量了10～300K之间的近红外发射光谱。利用McCumber理论拟合得到了1.53μm发射的受激发射截面,并与测量得到的发射光谱线形符合较好。由受激发射截面和发射光谱得到的半高全宽分别为59和56nm。利用能级简化模型讨论了样品的红外变温发射光谱,提出了增大1.53μm发射带宽的途径。     

Er~(3 )/Yb~(3 )共掺杂AlF_3基氟化物玻璃材料的频率上转换

Er3 /Yb3 共掺杂的AlF3基氟化物玻璃材料ABCY的制备及其上转换荧光性质。样品的组分为 40AlF3 2 0BaF2 2 0CaF2 (2 0 2x 2y)YF3 xEr2 O3 yYb2 O3。在 95 0nm连续LD激发下 ,观察到该材料很强的绿色上转换发光 ,研究了该体系的上转换机理 ,认为Yb3 和Er3 之间的APTE效应是最主要的上转换途径。解释了红、绿色上转换荧光强度比值增大的现象 ,指出了可能的交叉弛豫过程。用公式y =a(x -x0 ) n 对上转换荧光强度与LD工作电流的关系进行拟合 ,得到的结果与理论值很好地一致。     

掺铒TeO2-WO3玻璃光谱性能

研究了掺铒TeO2-WO3玻璃的吸收光谱和荧光光谱性质.根据吸收光谱,应用Judd-Ofelt理论计算得到了3个强度参数Ωt(t=2,4,6),分别为Ω2=5.38×10-20cm2,Ω4=1.78×10-20 cm2,Ω6=0.75×10-20cm2.Er3 离子在TeO2-WO3玻璃中的Ω6小于磷酸盐、氟磷酸盐中的Ω6,而大于锗酸盐、硅酸盐和碲酸盐玻璃中的Ω6,说明Er-O键在TeO2-WO3玻璃中的共价性大于磷酸盐、氟磷酸盐中Er-O键的共价性而小于锗酸盐、硅酸盐和碲酸盐玻璃中Er-O键的共价性.4I13/2→4I15/2荧光光谱表明Er3 的荧光半高宽(FWHM)为66 nm,荧光寿命为3.2 ms;应用McCumber理论计算了Er3 的峰值发射截面σe为8.0×10-21cm2.对Er3 在不同基质玻璃中光谱参数比较发现,TeO2-WO3玻璃的FWHM×σe乘积较大,说明其带宽特性较好.     

Er~(3+)∶Yb~(3+)∶Tm~(3+)共掺硼硅酸盐玻璃光致发光温度特性和能级劈裂

高温固相烧结法制备了Er^3＋：Yb^3＋：Tm^3＋共掺硼硅酸盐玻璃．在978nm半导体激光器抽运下,测量了样品在300～573K下光致发光谱强度随温度的变化,讨论了室温时上转换绿光和红光等波段的光谱劈裂．分析了Er^3＋：Yb^3＋和Tm^3＋之间的能量传递机制．研究结果表明,当温度升高时,Er^3＋：Yb^3＋：Tm^3＋共掺硼硅酸盐玻璃的481nm蓝光、517和534nm绿光、以及657nm红光等光致发光强度单调下降,在490K时几乎消失．但900nm左右的近红外光谱则随温度的升高而持续增强,而且其中心波长向短波方向移动．在室温时,光谱劈裂明显,高温时劈裂逐渐消失．     

铋酸盐铒玻璃在1.54 μm处的荧光特性研究

The bismuth glasses with Er3+ and Er3+/Yb3+ co doped were fabricated by the technique of high temperature melting. The absorption and fluorescence spectra, fluorescence lifetime and FWHM were measured. The explanation of concentration quenching in case of high level Er3＋ doped the bismuth glasses is given. The sensitizing of Yb3＋ to Er3＋ in Er3＋/Yb3＋ co doped bismuth glasses is discussed. The explanation of the influence on absorption and fluorescence spectra, fluorescence lifetime and FWHM in case of the change of Er3+ or Yb3+ in bismuth glasses with Er3+/Yb3+ co doped is given. It is found that the change of Er3+ content has obviously influenced the fluorescence lifetime and FWHM while the change of Yb3+ content has remarkably influenced the absorption and fluorescence intensity. The band at around 1.54 μm in Er3+/Yb3+ co doped bismuth glass reaches 76 nm and the fluorescence lifetime is 0.55 ms.     

Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂比例对BaTiO_3:Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶上转换发光分支比的影响

采用改进的溶胶凝胶前驱单体法合成了一系列Er3+单掺和Er3+-Yb3+共掺的BaTiO3:Ln3+上转换发光纳米颗粒,产物经900℃煅烧后得到结晶性极佳的纯立方相BaTiO3纳米晶,尺寸均匀约为100nm。稀土离子浓度较低时不会影响产物的晶体结构和形貌,掺杂浓度达到5%时出现微弱的Ba2TiO4衍射峰,当掺杂浓度达到20%时Ba2TiO4已经占主要部分,此时产物中有大量微米量级的颗粒存在。上转换发光显示:Er3+单掺浓度为0.5%时能获得最强的绿光发射,此时红绿光强度比约为1∶15。当Er3+-Yb3+共掺时,Yb3+极大地抑制了绿光的发射,同时红光发射明显增强,当Yb3+/Er3+大于5∶1后,红绿光强度比稳定在3∶1。上转换机制分析表明,Yb3+浓度较高时会引起Er3+-Yb3+粒子之间的能量逆传递过程,导致红光发射增强,而绿光发射减弱。     

静电纺丝技术制备Y_2O_3∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米纤维及其表征

采用静电纺丝技术制备了PVA/[Y(NO3)3+Yb(NO3)3+Er(NO3)3]复合纳米纤维,将其在适当的温度下进行热处理,得到Y2O3∶Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.XRD分析表明,复合纳米纤维为无定形,Y2O3∶Yb3+,Er3+上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.SEM分析表明,复合纳米纤维的平均直径约为150nm;随着焙烧温度的升高,纤维直径逐渐减小.经过600℃焙烧后,获得了直径约60nm的Y2O3∶Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.TG-DTA分析表明,当焙烧温度高于600℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为83%.FTIR分析表明,复合纳米纤维与纯PVA的红外光谱一致,当焙烧温度高于600℃时,生成了Y2O3∶Yb3+,Er3+上转换纳米纤维.该纤维在980nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为521,562nm的绿色和656nm的红色上转换荧光,分别对应于Er3+离子的2H11/2/4S3/2→4Il5/2跃迁和4F9/2→4Il5/2跃迁.对Y2O3∶Yb3+,Er3+上转换纳米纤维的形成机理进行了讨论.     

Tm3+/Yb3+共掺氧氯碲酸盐玻璃上转换发光研究

制备了Tm^3＋/Yb^3＋共掺氧氯碲酸盐玻璃, 研究了玻璃的热稳定性能、 Raman光谱和上转换发光光谱, 分析了上转换发光机制. 结果表明： 通过980 nm的激光二极管激发, 在室温下同时观察到强烈的蓝光（476 nm）和微弱的红光（649 nm）, 分别是Tm^3＋离子的1G4→3H6和1G4→3H4跃迁. 随氯化铅含量增加, 基质玻璃的热稳定性能增强, 基质玻璃的声子能量降低, 上转换蓝光和红光的强度增加. 表明Tm^3＋/Yb^3＋共掺氧氯碲酸盐玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料.     

Er3+,Sm3+掺杂纳米晶体NaNbO3的合成和上转换发光研究

首先用水热法合成了NaNbO3样品,然后用固相法分别合成了NaNbO3,NaNbO3:Er3+,NaNbO3:Sm3+样品,X射线衍射结果表明所制备的粉体NaNbO3(水热法200℃和固相法900℃退火),NaNbO3:Er3+(900℃退火),NaNbO3:Sm3+(900℃退火)为立方相结构,在退火温度800,950和1000℃时是正交晶系,长方体结构.该粉末在980 nm LD激发下,分别发射出中心波长约为526 nm绿色,547nm绿色和662 nm红色(掺Er3+)、526 nm绿色,550 nm绿色和660 nm红色(掺Sm3+)的上转换荧光.探讨了Er3+,Sm3+的上转换发光机制.研究了晶体的对称性和退火温度对NaNbO3:Er3+样品上转换发光强度的影响,结果表明,随着晶体的对称性降低和退火温度的提高,NaNbO3:Er3+样品的上转换发光强度增强.     

Gd_2O_3∶Er~(3+)上转换发光粉在染料敏化太阳电池中的应用

采用沉淀-煅烧法制备了Gd2O3∶Er3+上转换发光粉,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱和荧光光谱对其进行了表征,并利用该发光粉具有上转换发光的特性将其应用于染料敏化太阳电池(DSSC)。结果表明,管状Gd2O3∶Er3+上转换发光粉可增加电池对太阳光的吸收范围和吸收效率,提高电池的光电流和光电压。研究了掺杂量对电池性能的影响,当掺杂量为5wt%时,光电转换效率从5.93%升高到7.55%,提高约27%。     

Er^3＋／Yb^3＋共掺杂AlF3基氟化物玻璃材料的频率上转换

Er^3 /Yb^3 共掺杂的AlF3基氟化物玻璃材料ABCY的制备及其上转换荧光性质。样品的组分为40AlF3-20BaF2-20CaF2-(20-2x-2y)YF3-xEr2O3-yYb2O3。在950nm连续LD激发下,观察到该材料很强的绿色上转换发光,研究了该体系的上转换机理,认为Yb^3 和Er^3 之间的APTE效应是最主要的上转换途径。解释了红、绿色上转换荧光强度比值增大的现象,指出了可能的交叉弛豫过程。用公式y=a(x-x0)^n对上转换荧光强度与LD工作电流的关系进行拟合,得到的结果与理论值很好地一致。     

Tm3+掺杂的新型铋酸盐玻璃的制备与光谱特性

通过传统熔融法,分别制备了Tm3+单掺和Tm3+/Yb3+共掺的新型铋酸盐玻璃Li2O-SrO-ZnO-Bi2O3(LSZB),采用拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱对其进行了表征.应用Judd-Ofelt理论,计算了Judd-Ofelt参数Ωt(t=2,4,6),分别为Ω2=4.29×10-20 cm2,Ω4 =1.16×...     

基于NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米晶的复合微球组装及其光动力活性

采用微乳液法,以NaYF4∶Yb3+,Er3+纳米晶为发光基元,肽菁锌(Zn Pc)光敏分子与十八碳烯-马来酸酐共聚物(PMAO)为功能分子,一步组装获得了NaYF4-Zn Pc-PMAO复合微球,此微球同时具备成像与光动力活性功能,NaYF4可作为低生物背景的荧光成像剂,同时其上转换发光可以敏化Zn Pc用于光动力活性研究,PMAO分子经过简单的水解反应即可实现表面羧基功能化。TEM,Zeta电位与PL测试证实了微球的结构与性能。利用荧光共聚焦成像技术实现了对Hela细胞的发光成像;进一步通过单线态氧监测及980 nm光照下的MTT法细胞活性测试表明微球具有光动力活性功能。     

976nm激发下Tm~(3 )/Yb~(3 )共掺TiBa玻璃微球上转换发光的形貌共振

制备了Tm3 /Yb3 共掺高折射率TiBa玻璃微球 ,玻璃基材主要成分为 :TiO2 ,BaCO3和SiO2 ,稀土 (% ,摩尔分数 )掺杂 0 5Tm2 O3和 3Yb2 O3。用 976nm激光激发测量了它们的上转换蓝光发射。利用光学微腔理论讨论了玻璃微球荧光光谱中的形貌共振 ,并用Mie理论公式对共振峰间隔进行了计算 ,实验结果与计算结果相符。     

SrF_2晶体中Ho~(3 )-Ho~(3 )离子对的上转换发光研究

究了在连续可调谐红色染料激光激发下,掺杂Ｈｏ３＋离子的ＳｒＦ２单晶中Ｈｏ３＋Ｈｏ３＋对的上转换发光特性。Ｈｏ３＋Ｈｏ３＋离子对的上转换发光主要分布于：强５Ｆ３→５Ｉ８跃迁４８０ｎｍ蓝色发射,较强５Ｓ２,５Ｆ４→５Ｉ８跃迁的５４０ｎｍ绿色发射。给出了ＳｒＦ２晶体中Ｈｏ３＋离子发射光谱中不同能级跃迁的谱峰及所对应的跃迁。通过对样品的激发,发射光谱和发光的上升、衰减等过程的分析,研究了发光中心的结构,分析了Ｈｏ３＋上转换发光的机制,建立了Ｈｏ３＋Ｈｏ３＋离子对的能级图