Tm^3＋掺杂MFT玻璃材料上转换荧光浓度猝灭的研究

我们制备了Tm3+掺杂的不同浓度的MFT玻璃材料,在650nm激发下观察了Tm3+掺杂的MFT玻璃材料的两个蓝色上转换发光,研究了上转换发光的浓度猝灭。实验结果证明这种材料的蓝色上转换荧光的猝灭浓度达到0.6mol*%,比其他材料中报道的猝灭浓度高3倍。研究了Tm3+离子间的交叉弛豫行为,详细讨论了引起浓度猝灭的原因。     

白光发光二极管用SrGdLiTeO_6:Eu~(3+)红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为

采用高温固相法成功合成出双钙钛矿结构SrGd_(1-x)LiTeO_6:xEu~(3+)(x=0.1-1.0)红色荧光粉,并采用X-射线衍射、漫反射光谱、光致发光光谱、电致发光光谱等测试手段对粉体的结构、光致发光特性以及发光二极管器件的光色电特性进行了系统研究.激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线测试结果表明Eu~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.6,更大的掺杂量会引起浓度猝灭.基于van Uitert浓度猝灭公式,提出一种更准确的表达形式用于拟合、分析能量传递类型,揭示出电偶极-电偶极作用导致浓度猝灭.Judd-Ofelt理论计算得出较高的跃迁强度参数和量子效率,说明高度畸变的非心C_1晶体场促使高效的超灵敏跃迁红光发射.在423 K时积分发光强度达到室温时的85.2%,热激活能经计算为0.2941 eV.基于此样品的发光二极管能够发出明亮的红光.综上所述,该类荧光粉表现出良好的发光效率、色纯度以及发光热稳定性,是一种潜在的近紫外激发白光发光二极管用红色荧光粉.     

Tm3+离子掺杂的钨酸钇钠晶体中浓度猝灭效应的研究

测量了Tm3+离子不同浓度(0.5at.%,3 at.%,5 at.%)掺杂的NaY(WO4)2晶体在800 nm激光二极管激发下的上转换发射光谱.结合吸收谱、荧光谱和由Judd-Ofelt理论计算的光谱参数,详细分析了Tm36:NaY(WO4),晶体中上转换能量传递机理和离子浓度对上转换发射的影响.讨论了四种影响上转换发光效率的离子间相互作用机理:3H5+1G4→3H6+1D2,3H5+3H5→3H6+3F3,1G4+3H6→3F4+3F3,1G4+3H6→3F3+3F4,并根据Miyakawa-Dexter理论定量计算了各过程的发生概率.论证了交叉弛豫和共协上转换等浓度猝灭效应是影响Tm3+离子蓝色上转换荧光发射效率的主要因素.     

Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物碲酸盐玻璃的上转换发光及光学温度传感

采用高温熔融淬火法成功的合成了Tm~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的含有不同浓度Tm~(3+)的氟氧化物碲酸盐玻璃.测量了样品的吸收光谱,结果表明Yb~(3+)和Tm~(3+)成功掺入到玻璃基质中.在980nm激发下,样品在801nm(3H4→3H6)发射最强,在476nm(1G4→3H6)和651nm(1G4→3F4)发射较弱;分析了上转换发光强度与Tm~(3+)浓度依赖关系,确定了上转换发光的最佳掺杂浓度为0.1%Tm2O3;探讨Tm~(3+)的上转换发光机理和Tm~(3+)的浓度猝灭机理,结果表明在980nm激发下Tm~(3+)获得的能量主要来自于Yb~(3+)→Tm~(3+)的量传递,Tm~(3+)的浓度猝灭机理为Tm~(3+)-Tm~(3+)之间的交叉弛豫导致的无辐射能量传递,根据能量匹配的原则,给出可能的交叉弛豫通道.此外,在980nm激发以3F2,3和3H4作为热耦合能级研究分析了Tm~(3+)在氟氧化物碲酸盐玻璃中的温度传感性能,结果表明灵敏度随温度的升高而升高,说明Tm~(3+)掺杂的氟氧化物碲酸盐玻璃可以作为光纤传感材料,且在高温灵敏度更佳.     

共掺杂Ce~(3+)调控β-NaLuF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶体的上转换荧光发射

在980 nm近红外光激发下,通过共掺杂Ce~(3+)离子调控六方相NaLuF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶体的上转换荧光发射.实验结果表明,当掺杂Ce~(3+)离子浓度从0增加到12.0%时,Ho~(3+)离子的上转换荧光发射实现了由绿光向红光的转变,其红绿比提高了近24倍.根据Ho~(3+)离子的能级结构发现,Ho~(3+)离子的红光发射源自~5F_5能级到5I8能级的辐射跃迁,因此要增强红光发射,必须提高该能级粒子数布居.Ho~(3+)与Ce~(3+)离子之间相近的能级差促使它们之间产生了共振交叉弛豫,从而有效地提高了Ho~(3+)离子~5F_5能级的粒子数布居,增强了红光发射.同时对Ho~(3+)离子的上转换调控机理进行讨论,并借助不同的激发策略,进一步证实了Ho~(3+)与Ce~(3+)离子之间相互作用的发生.     

Tm3+离子掺杂的钨酸钇钠晶体中浓度猝灭效应的研究

测量了Tm³⁺离子不同浓度(0.5at.%, 3 at.%, 5 at.%)掺杂的NaY(WO₄)₂晶体在800nm激光二极管激发下的上转换发射光谱.结合吸收谱、荧光谱和由Judd-Ofelt理论计算的光谱参数，详细分析了Tm³⁺:NaY(WO₄)₂晶体中上转换能量传递机理和离子浓度对上转换发射的影响.讨论了四种影响上转换发光效率的离子间相互作用机理：³H₅+¹G₄→³H₆+¹D₂，³H₅+³H₅→³H₆+³F₃，¹G₄+³H₆→³F₄+³F₃，¹G₄+³H₆→³F₃+³F₄，并根据Miyakawa-Dexter理论定量计算了各过程的发生概率.论证了交叉弛豫和共协上转换等浓度猝灭效应是影响Tm³⁺离子蓝色上转换荧光发射效率的主要因素. 关键词： 3+离子')" href="#">Tm³⁺离子 4)₂晶体')" href="#">NaY(WO₄)₂晶体 上转换 浓度猝灭     

光谱学方法研究Tm~(3+)离子的上转换发光影响因素

应用激光光谱学的研究手段和方法,探讨了红色激光抽运Tm3+离子掺杂纳米体系中上转换荧光辐射性质的影响因素.通过变化基质和改变样品的环境温度,研究了声子能量大小对Tm3+离子掺杂纳米体系中上转换效率的影响.结果显示:合适声子能量可以有效提高Tm3+离子蓝色上转换效率.此外,依据声子能量与温度之间的联系,改变样品环境温度可调节低声子基质材料中Tm3+离子激发态能级的布居速率,改变上转换效率.     

Yb3+,Tm3+离子掺杂浓度对NaYF4：Yb3+,Tm3+发光光谱的影响

利用高温热溶剂法合成了不同Yb³⁺和Tm³⁺掺杂浓度的NaYF₄：Yb³⁺,Tm³⁺上转换发光纳米粒子。利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、荧光光谱对样品进行形貌和发光性质的表征。结果表明,不同Yb³⁺和Tm³⁺离子掺杂浓度对纳米粒子的上转换发光性质有很大影响。随着Tm³⁺离子浓度的提高,Tm³⁺离子之间的浓度猝灭和交叉弛豫效应对发光强度的影响愈来愈显著,导致纳米粒子的发光猝灭;同样,随着Yb³⁺浓度的提高,纳米粒子的发光强度也是先增大后减小,这是因为Yb³⁺离子浓度掺杂过高导致发光猝灭。     

Yb：YAG晶体中的荧光浓度猝灭现象

在Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中发现浓度猝灭现象,对猝灭机制进行了分析研究,指出退火前晶体的荧光浓度猝灭现象主要由Ｙｂ＾２＋、色心和由此产生的晶格畸变所致高掺杂浓度时痕量稀土杂质离子的存在也将导致浓度猝灭,确定了Ｙｂ：ＹＡＧ晶体中Ｙｂ＾３＋的理想掺杂浓度。     

掺铒碲酸盐玻璃中的浓度猝灭机理研究

测试了掺铒碲酸盐玻璃在不同掺杂浓度下的荧光特性.根据Dexter能量转移理论计算了Er3+在碲酸盐玻璃中发生浓度猝灭的临界距离R₀及Er³⁺间相 互作用参 数C_Er-Er，并与其他基质玻璃中C_Er-Er数值进行了比较.最后建立 了Er³⁺基于OH^-作为猝灭中心下碲酸盐玻璃中的浓度猝灭模型. 关键词： 浓度猝灭模型 能量转移 碲酸盐玻璃 3+')" href="#">Er³⁺     

Er3+掺杂钇稳定氧化锆的上转换发光

将共沉淀法制备的前驱体于1 200℃煅烧3h得到不同浓度稀土铒离子掺杂的钇稳定氧化锆基上转换粉体Zr0.92-xY0.08O1.96-0.5x∶xEr3+。用X射线衍射仪和荧光光谱仪分别测试样品的物相结构和上转换荧光光谱,探讨了样品可能的上转换机理。结果表明:样品中加入8mol%的Y3+可获得结晶性良好、单一稳定的立方型氧化锆固溶体,同时由于加入的三价钇离子和四价锆离子半径大小与价态的差异造成c-ZrO2对称性的降低并形成氧缺陷,这有利于样品的上转换发光性能的稳定和提高,扩大其实际应用。在980nm红外光激发下,样品发出539nm(2 H11/2→4 I15/2),552nm(4 S3/2→4 I15/2)左右的绿光和656nm,680nm(4 F9/2→4 I15/2)左右的红光。Er3+掺杂浓度较低(0.1mol%)时,样品的发光是以激发态吸收作用产生的绿光为主;随着Er3+掺杂浓度的增加,产生2 H11/2+4 I15/2→4 I9/2+4 I13/2,4 F7/2+4 I11/2→2 4 F9/2和4 I15/2+4 I9/2→24 I13/2的交叉弛豫作用,使得样品的绿光减弱,红光明显增强;Er3+掺杂浓度较高(9mol%)时,样品发光以红光为主,绿光微弱,交叉弛豫作用居于主导地位。     

Tm~(3+)/Yb~(3+)∶LaF_3纳米体系中掺杂Yb~(3+)离子对Tm~(3+)离子荧光发射的影响

为研究Yb~(3+)离子浓度变化对Tm~(3+)离子在蓝色波段荧光强度的影响,以NaF和La(NO_3)_3为原料,采用水热法制备了Tm~(3+)和Yb~(3+)共掺的Tm~(3+)/ Yb~(3+)∶LaF_3纳米颗粒.用X射线衍射对LaF_3纳米颗粒进行表征的结果显示,纳米晶体结构呈六方相.透射电镜的观测结果显示,纳米颗粒样品大小均匀、分散性良好.在波长为800 nm的激光激发下,观测到了上转换蓝光发射,其中包括波长为474 nm和479 nm的较强的荧光辐射(相应的跃迁为~1G_4→~3H_6)和波长位于450 nm的强度较弱的荧光发射(相应的跃迁为~1D_2→~3F_4).通过观测不同Yb~(3+)离子浓度条件下共掺Tm~(3+)/Yb~(3+)∶LaF_3样品的荧光光谱,研究了Yb~(3+)离子掺杂浓度对于Tm~(3+)离子的荧光发射的影响,并探讨了产生这种现象的原因.研究结果显示,对于~1G_4→~3H_6跃迁产生的荧光发射(474 nm),当Yb~(3+)离子浓度增大时,反向能量传递速率的增加导致了荧光强度的增大.然而,当Yb~(3+)离子浓度增大到一定程度时,Yb~(3+)离子激发态能级寿命的减少将引发荧光强度的下降.相比较而言,Yb~(3+)离子的浓度的变化对于~1D_2→~3F_4跃迁产生的位于450 nm处荧光强度的影响较弱.     

980nm激发下Tm~(3+)诱导的Gd~(3+)上转换发光性质研究

通过简单温和水热法,制备了系列Tm3+/Yb3+共掺GdF3粉末。用X射线衍射仪和场发射扫描电镜对样品进行了结构和形貌表征。在980 nm半导体连续激光二极管激发下,用荧光光谱仪对氩气保护下退火后的粉末样品进行了上转换发射光谱表征。粉末上转换发光动力学过程是在脉冲(脉宽10 ns,重复频率10 Hz)YAG∶Nd激光器激发光参量振荡器至980 nm激发下研究的,发光信号由单色仪和示波器记录。文章主要讨论了Gd3+的311.6 nm(6P7/2→8S7/2)的发光动力学行为。发光动力学分析结果表明:在980 nm激发下,Gd3+,作为一种基质离子,其发光是由Yb3+作为一级敏化离子通过多步能量传递把能量传递给Tm3+使其布居至3P2能级;然后Tm3+作为二级敏化离子通过能量传递过程3P2→3H6(Tm3+):8S7/2→6IJ(Gd3+)把能量传给Gd3+;进一步,Gd3+与Yb3+或Tm3+之间通过能量传递过程布居至高激发多重态6DJ能级;最后,可观察到Gd3+的激发态6D9/2,6IJ,6P5/2及6P7/2至基态8S7/2的发射。同时,Tm3+在其自身发光过程中也充当激活剂,除了3P2及1I6至3H6的发射外,其他发射不作研究。文章还研究了基质Gd3+依赖于Yb3+浓度、Tm3+浓度、退火温度及激发功率密度的紫外上转换发光性质。     

光谱学方法研究Tm3+离子的上转换发光影响因素

应用激光光谱学的研究手段和方法,探讨了红色激光抽运Tm3+离子掺杂纳米体系中上转换荧光辐射性质的影响因素.通过变化基质和改变样品的环境温度,研究了声子能量大小对Tm3+离子掺杂纳米体系中上转换效率的影响.结果显示:合适声子能量可以有效提高Tm3+离子蓝色上转换效率.此外,依据声子能量与温度之间的联系,改变样品环境温度可调节低声子基质材料中Tm3+离子激发态能级的布居速率,改变上转换效率.     

Tm3+和Ho3+双掺氟锗酸盐玻璃的中红外发光性质质

用高温熔融法制备了Tm3+和Ho3+离子双掺的65GeO2-12AlF3-10BaF2-8Li2O-5La2O3氟锗酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论,获得了Ho3+离子的强度参量（Ω2,Ω4,Ω6）,自发辐射跃迁几率Ar,辐射寿命τ等光谱参量。根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm3+和Ho3+离子的吸收截面σa、受激发射截面σe和增益光谱G(λ)。在808nm激光二极管激发下,研究分析了Tm3+离子的交叉弛豫过程和Tm3+敏化Ho3+离子的2.0µm的红外发射光谱。结果表明,一定浓度Ho3+的共掺提高了Tm3+（3F4）→Ho3+（5I7）之间的能量转移效率,增强了~2.0µm的红外发光。     

方波激发下Er~(3+)上转换红光激发机理的研究

用方波电源驱动808 nm激光二极管(LD)激发Er3+掺杂的亚碲酸盐氟氧化物玻璃,测量4F9/2能级上转换发光的上升和衰减,根据上升的时间常数确定中间能级的寿命,从而确定4F9/2能级粒子数积累的过程。通过建立速率方程模型分析4F9/2能级的上升和衰减特性与中间能级的关系,确定808 nm LD激发下上转换红光的激发机理,同时提供了一种通过上转换发光,用光电倍增管测量红外能级寿命的方法。     

Nd3+:LaCl3中的上转换发光研究

当用582.6nm的黄色激激发Nd^3+:LaCl的^2G7/2+^4G5/2能级时,观察到了^4D3/2和^2G9/2能级的兰光和紫外发射。研究表明,^2D3/2上转换的机理是能量传递和激发态吸收而^2G9/2则是由于^4G5/2+^G5/2→^2G9/2+^F7/2交叉驰豫过程。通过对12K下^4D3/2→^4I11/2荧光衰减曲线的分析, 得到 能量传递几率为wt1=1468s^-1。测量和讨论了Nd^3+:LaCl3和NdCl3主要发光能级室温和12K下的寿命。     

Y2O2S:Sm3+发光材料在不同激发波长的浓度特征

研究了在不同激发波长下三价钐离子掺杂硫氧化钇的发光强度对浓度的依赖关系。研究发现磷光体的发光强度不仅跟激活离子的浓度有关,而且跟激发时所采用的不同激发波长有关。磷光体发光强度与激活剂掺杂量的变化曲线表明,在不同激发路径下磷光体具有不同的发光性质。采用Sm^3 离子直接跃迁的413nm对样品进行激发时,发生猝灭的浓度低至约0．2mol％;当采用263nm高能紫外线激发时,浓度猝灭发生在较高浓度处(～2mol％),后者是前者的10倍。对Sm^3 离子发射强度与浓度关系曲线进行了拟合计算,结果表明Sm^3 在Y2O2S中浓度猝灭的原因主要是相邻中心的偶极-四极相互作用引起的交叉弛豫。     

Tm,Ho双掺杂YVO_4晶体中Tm对Ho敏化发光现象

报道了对Tm ,Ho双掺YVO4 晶体光谱性能的测量结果 ,包括用UV 3 65型分光光度计测出单掺Tm∶YVO4 及Ho∶YVO4 吸收谱以及双掺Tm∶Ho∶YVO4 的吸收谱 ;用Ar离子激光器 4 88nm ,LD激光器激发测量样品荧光光谱 ;用J O理论进行光谱参数计算及对能级结构进行分析 ;研究了在λ=80 5nm的激光二极管激发下Tm对Ho的敏化发光过程。发现与YAG ,YLF为基质的Tm ,Ho双掺材料相比 ,该材料中的Tm3 + 离子具有大而均匀的吸收宽度 (～ 2 6nm) ,大的峰位吸收截面和积分吸收截面 (～ 1 4× 1 0 -2 0 cm2 和 2 74 5× 1 0 -2 0cm) ,能量转换效率高 (可达 87% ) ,且泵浦阈值低 (～ 1 5mW )。表明了YVO4 晶体中Tm能有效地敏化Ho,并产生 2 μm的发射。文中对发射强度与泵浦功率及Tm ,Ho之间掺杂浓度的关系进行了初步的分析与讨论。光谱的观察结果表明∶在实现LD泵浦 ,全固体化 ,小型 ,高效的 ,2 μm激光振荡的探索中 ,Tm∶Ho∶YVO4 晶体将是一种很有实际应用潜力的材料。     

红光激发下掺Ho3+氟化物薄膜的上转换发光

利用激光脉冲沉淀法制备了稀土Ho~(3 )掺杂的氟化物薄膜。观测到处于薄膜中的Ho~(3 )离子在632.8nm红光激发下的上转换发射。这些上转换发射包括:~5S_2→~5I_7,~5F_4→~5I_7和~5S_2→~5I_8。