Er^3＋／Yb^3＋共掺杂ZnO粉末的上转换发光特性

采用高温氧化法制备了Er3 /Yb3 共掺杂ZnO粉。通过X射线衍射和扫描电镜对其进行了成分和组织结构分析,发现样品主要由ZnO和YbF3组成。在ZnO中测量到少量Er3 和Yb3 ,而YbF3中无Er3 ,故发光主要是由ZnO产生的。在980nm半导体激光器的激发下,观察到由处于激发态能级4F9/2,4S3/2,2H11/2和2H9/2的Er3 离子向基态4I15/2跃迁时发出的波长依次为658,538,522和409nm的上转换发光。在488nmAr 激光器的激发下,观察到了较强的409nm的紫光,466和450nm的弱蓝光以及379nm的紫外光,分别对应于Er3 离子的2H9/2→4I15/2,2P3/2→4I11/2,4F3/2/4F5/2→4I15/2,4G11/2→4I15/2等跃迁。上转换发光强度随激发功率的变化关系表明,488nm激发下紫色上转换荧光为双光子过程,主要是通过Er3 /Yb3 离子间正向和反向的能量传递来实现的。     

氟化物中Yb3+对Ho3+, Tm3+的直接敏化上转换作用

采用双掺杂(Yb^3 ／Ho^3 )和多掺杂(Ho^3 ／Yb^3 ／Tm^3 )方式,研究了氟化物中Yb^3 对Ho^3 ,Tm^3 的直接敏化上转换作用,并对它们在980nm激光激发下的上转换光谱特性进行了比较,对它们的上转换机理作了详细的讨论分析。观测到两处很强的上转换发光,分别是Yb^3 ／Ho^3 共掺杂体系中^5F4^5S2(Ho^3 )→^5Is(Ho^3 )的荧光跃迁和Ho^3 ／Yb^3 ／Tm^3 共掺杂体系中^3H4(Tm^3 )→H6(Tm^3 )的荧光跃迁。还发现由于添加了Tm^3 ,减弱了Yb^3 ／Ho^3 共掺杂体系中Ho^3 在可见光范围的上转换发光强度。     

Eu~(3+)/Yb~(3+)共掺杂ZrO_2粉末的制备和发光性质研究

利用共沉淀方法制备了Eu3+/Yb3+单掺和共掺的ZrO2粉体材料,研究了煅烧温度和掺杂浓度对结构和发光性质的影响。XRD结果表明:所制备单掺样品含有单斜相和四方相2种不同结构,随着热处理温度的升高,四方相向单斜相转变,经1 150℃处理后,四方相消失,呈现单一的单斜相;Yb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方相的作用,随着掺杂浓度的增加,单斜相转变为四方相。由于晶相的不同,Eu3+处在四方相和单斜相2种发光中心,二者发光性质不同。Eu3+/Yb3+共掺后,在270 nm激发Eu3+时,观测到了Yb3+在近红外波段(980 nm)的发光,同时证实Eu3+的激发光谱和Yb3+的激发光谱相一致,表明存在Eu3+到Yb3+的能量传递,交叉弛豫和共合作能量传递过程是其可能的能量传递机理。     

下转换材料β-NaYF4:Tb3+,Yb3+的水热法合成和发光性质研究

利用水热法合成了粉末发光材NaYF4:Tb3+,Yb3+分别用X射线衍射(XRD),光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)测试了合成材料的物相结构和发光性质.研究结果表明:合成的NaYF4:Tb3+,Yb3+抖材料为六方相的品体,无立方相的.改变Tb3+和Yb3+的掺杂浓度后品格结构没有变化,说明离子Tb3+和Yb3+取...     

Er~(3+)/Eu~(3+)及Yb~(3+)/Er~(3+)/Eu~(3+)共掺杂硼硅酸盐玻璃的上转换发光分析

采用高温固相烧结法制备了Er3+/Eu3+共掺杂和Yb3+/Er3+/Eu3+共掺杂系列硼硅酸盐玻璃样品。在978 nm半导体激光器抽运下,测量了样品的光致发光谱,分析了上转换机制。结果表明:随着Er3+浓度的增加,Eu3+的595 nm光谱强度增强;Eu3+的692 nm光谱强度随Yb3+浓度增加而增强,并明显强于595 nm光谱。Er3+/Eu3+、Yb3+/Eu3+之间的能量传递和合作上转换等机制导致Eu3+离子上转换发射。     

Yb3+敏化Tm3+掺杂氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光研究

研究了Yb2O3浓度对Tm3 /Yb3 共掺氧卤碲酸盐玻璃的上转换发光的影响,分析了上转换发光机理。结果发现,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(475 nm)和微弱的红光(649 nm),分别是由于Tm3 离子1G4→3H6和1G4→3F4跃迁产生的;上转换机理分析表明,上转换蓝光和红光都是由于双光子吸收过程。随Yb2O3浓度增加,Yb3 离子寿命降低,Yb3 到Tm3 的能量转移效率增加,上转换蓝光和红光强度先增加,在Yb2O3摩尔比为3时达到最大,然后降低。分析认为,Yb3 的浓度猝灭主要是由于3H4(Tm3 )→2F5/2(Yb3 )反向能量转移的结果。结果表明Yb3 敏化Tm3 掺杂氧卤碲酸盐玻璃是一种上转换蓝光激光器的潜在基质材料。     

Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃的上转换白光发射及其机理研究

采用高温熔融法分别制备了Yb3+/Ho3+,Yb3+/Tm3+和Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺的碲酸盐玻璃。在980nm红外激光激发下,Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺的玻璃样品显示了强的蓝光、绿光和红光发射,分别对应于Tm3+的1 G4→3 H6跃迁、Ho3+的5 F4(5 S2)→5I 8跃迁以及Ho3+的5 F5→5I 8和Tm3+的1 G4→3 F4跃迁。通过对比发现,Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺样品中的红、绿光积分发射强度比值(3.95)明显大于Yb3+/Ho3+共掺样品(1.69),这是由于Ho3+和Tm3+间存在交叉弛豫过程3 H4(Tm3+)+5I 6(Ho3+)→3 F4(Tm3+)+5 F5(Ho3+)和3 F4(Tm3+)+5I 8(Ho3+)→3 H6(Tm3+)+5I 7(Ho3+)所致。在激发功率密度为8.2 W.cm-2时,Yb3+/Ho3+/Tm3+共掺样品的上转换发光色坐标值为x=0.345,y=0.338,非常接近于等能白光(x=0.333,y=0.333)。     

MO-Y2O3-B2O3:Re(M=Mg,Sr;Re=Eu,Tb)的真空紫外光谱特性

采用高温固相反应法合成了掺杂Eu3 及Tb3 的17MO-7.88Y2O3-75B2O3样品,研究了它们的光谱特性,结果表明,MO-T2O3-B2O3基质在真空紫外(VUV)区有很强的吸收,MgO-Y2O3-B2O3:Eu在147nm真空紫外光激发下产生对应于Eu3 的5D0→7FJ(J=1,2,3,4)跃迁的590和613 nm强发射峰;MgO-Y2O3-B2O3:Eu中Sr的引入使材料体系在147 nm附近的吸收和在613 nm附近的发射获得明显增强;MgO-Y2O3-B2O3:Tb的真空紫外激发谱除在147 nm附近的基质吸收外,还有对应于Tb3 的4f75d→4f8跃迁位于170,178,195,204,225 nm左右的一组谱峰,两者相互叠加使得材料在真空紫外区(120～220 nm)内都有很好的吸收.     

ZrO2中Eu3+的发光特性

研究了掺1mol％Eu^3 的ZrO2纳米材料随退火温度变化的发光性质,得到退火温度为600和800℃的样品中Eu^3 的^5D0→^7F2发射在604nm处,我们认为：^7F2能级受到较强的晶场影响而发生能级劈裂,劈裂成4个子能级,出现两种发射,在章中为604和612nm．的两种发射,这两种发射所占的分支比不同,前一种发射所占的分支比较大,而后一种发射所占的分支比较小,因而,604nm的发射占优势。研究了ZnO2纳米材料中掺杂浓度变化时Eu^3 的发光性质,得到掺杂浓度为3mol％的样品的发射与众不同,它只有597nm处的1个宽带发射。     

Er3+-Yb3+-Tm3+共掺CdF2:PbF2基玻璃中的荧光特性及其上转换机制

在 98 0nm半导体激光激发下 ,在Er3 Yb3 Tm3 共掺玻璃样品中得到了如下的 5条较强的上转换荧光带 ,分别是近红外 (80 0nm) ,红 (6 4 5nm) ,绿 (5 4 5和 5 2 5nm) ,蓝 (4 80nm)及紫 (4 0 7nm)。与Er3 Yb3 共掺样品相比 ,Tm3 的加入使得 4 80nm的蓝光显著增强 ,这应与Tm3 特殊的能级结构有关 ;荧光强度随激发功率变化的双对数曲线表明 4 80nm蓝光发射是双光子激发过程 ,为两个Yb3 的合作上转换敏化发光 ,随着激发功率的增加 ,4 80nm荧光的logI logP曲线的斜率将变小 ,逐渐向下“弯曲”。作者详细的分析了各条荧光带的上转换机制 ;并用速率方程讨论了稳态情况下 4 80nm蓝色上转换荧光强度随激发功率变化的关系 ,其结果与实验一致。     

惰性离子(La3+,Y3+,Gd3+)对配合物苯乙酮酸邻菲咯啉铕荧光性能的影响

以苯乙酮酸和邻菲咯啉为配体,不同摩尔比铕和惰性离子(La3 ,Y3 ,Gd3 )为中心离子,合成了系列配合物EuxRE1-xL3phen(RE=La,Y,Gd),测定了其荧光激发光谱和荧光发射光谱,研究了惰性离子(La3 ,Y3 ,Gd3 )对Eu3 荧光性能的影响.结果表明,配合物激发光谱相似,均在350～360 nm范围内出现最大激发,属于配体的吸收峰,在398 nm附近出现弱的激发为Eu3 的吸收峰;系列配合物荧光发射光谱相似,均显示Eu3 离子的特征发射光谱,位于583,595,617,654,703 nm附近出现5组强度不同的发射峰,分别归属为Eu3 的5D0-7F0,5D0-7F1,5D0-7F2,5D0-7F3,5D0-7F4能级跃迁.发射光谱表明,系列配合物中La3 离子对Eu3 的荧光发射峰峰位影响最大,EuxLa1-xL3phen中La3 的摩尔分数为0.7时,Eu3 的5D0-7F2跃迁可改变5.2 nm,而Y3 和Gd3 对Eu3 的荧光发射峰峰位影响较弱,配合物EuxY1-xL3phen和EuxGd1-xL3phen中Eu3 的荧光发射峰位变化较小,最大时仅改变2 nm;发射光谱强度表明,La3 对Eu3 的荧光发射影响最大,EuxLa1-xL3phen中La3 含量为0.7时,可使其相对荧光强度增大2倍以上,对其具有很好的敏化作用.这对人们寻找发光性能好、价格便宜的发光材料提供了理论依据.     

Nd~(3+)/Yb~(3+)掺杂YNbO_4粉末上转换发光特性

采用高温固相法,以50Nb_2O_5-40Y2O_3-2Nd2O_3-8Yb_2O_3的量比在1 300℃下制备Nd~(3+)/Yb~(3+)掺杂YNbO_4粉末样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品光谱特性。由吸收谱中各吸收峰面积计算得到谱线强度参数Ωλ(λ=2,4,6),进而得出理论振子强度及实验振子强度,二者均方根偏差δ_(rms)=1.618×10-7。计算了Nd~(3+)能级4F3/2→4IJ'(J'=15/2,13/2,11/2,9/2)跃迁几率、跃迁分支比和能级寿命。4F3/2→4I11/2跃迁分支比最高(56.91%),对应波长1 062 nm。且亚稳态4F3/2能级寿命较长,为1.435 2 ms,适合作为上转换中间能级。在980 nm半导体激光器激发下,观测到波长为487,541,662 nm上转换发光,分别对应于Nd~(3+)的2G9/2→4I9/2、4G7/2→4I9/2和4G7/2→4I13/2辐射跃迁。通过样品上转换发射功率与激光器工作电流进行的曲线拟合,得到吸收光子数目依次为2.06,1.99,2.15,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。     

NaYF4∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料中Stokes和反Stokes发光研究

合成了Eu3+,Tm3+和Yb3+掺杂的NaYF₄材料。360 nm光激发呈蓝色发光,峰值位于452 nm,对应Tm3+的1D₂→3F₄跃迁;395 nm光激发呈橙色发光,峰值位于591 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₁跃迁;409 nm光激发呈红色发光,峰值位于613 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₂跃迁;980 nm光激发呈蓝色和红色发光,发光峰位于474和646 nm。蓝光来源Tm3+的1G₄ →3H₆跃迁,红光来源Tm3+的1G₄→3F₄跃迁。在双对数曲线中,蓝光474 nm和红光646 nm的斜率分别为2.1和2.4,在980 nm光激发下,蓝光和红光发射都是双光子过程。还研究了材料的吸收光谱,并利用X射线衍射,扫描电镜测试了材料的物相结构和微观形貌。结果表明：NaYF₄∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料具有较规则的六方相结构,结晶良好。     

Spectroscopic properties and mechanism of Tm^3＋/Er^3＋/Yb^3＋ co-doped oxyfluorogermanate glass ceramics containing BaF2 nanocrystals

Transparent Tm^3＋/Er^3＋/yb^3＋ co-doped oxyfluorogermanate glass ceramics containing BaF2 nanocrystals are prepared. Under excitation of a 980-nm laser diode （LD）, compared with the glass before heat treatment, the Tm^3＋/Er^3＋/yb^3＋ co-doped oxyfluorogermanate glass ceramics can emit intense blue, green and red up-conversion luminescence and Stark- split peaks; X-ray diffraction （XRD） and transmission electron microscope （TEM） results show that BaF2 nanocrystals with an average diameter of 20 nm are precipitated from the glass matrix. Stark splitting of the up-conversion luminescence peaks in the glass ceramics indicates that Tm^3＋, Er^3＋ and （or） Yb^3＋ ions are incorporated into the BaF2 nanocrystals. The up-conversion luminescence intensities of Tm^3＋, Er^3＋ and the splitting degree of luminescence peaks in the glass ceramics increase significantly with the increase of heat treat temperature and heat treat time extension. In addition, the possible energy transfer process between rare earth ions and the up-conversion luminescence mechanism are also proposed.     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

Eu3+摩尔浓度对Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料光谱的影响

用高温固相法制备了Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 红色长余辉材料。测量了该材料的余辉曲线,余辉时间为1h以上;由X射线衍射得到晶体结构为Y2O2S.测量了不同Eu^3 摩尔浓度下的激发光谱和发射光谱,得到从^5DJ(J=0,1,2,3)^-7FJ(J=0,1,2,3,4,5)的发射谱线,并得到位于260,345,468和540nm激发峰。由于激活剂饱和效应,Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 发射光谱中513．6,540．1,556．4,587．3和589．3nm属于从^5D2,^5D1到^7FJ(J=0,1,2,3,4)跃迁的发射峰随Eu^3 摩尔浓度的增加相对削弱;激发谱包括位于350nm左右属于电荷转移态吸收(Eu^3 -O^2-,Eu^3 -S^2 )的激发主峰和在可见光区位于468,520和540nm属于Eu^3 离子4f-4厂吸收的激发峰。随着Eu^3 摩尔浓度的增加,位于468,520和540nm的激发峰相对增强。     

MCeO3：Eu^3＋（M=Sr，Ba）的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu^3＋掺杂的MCeO3（M=Sr，Ba）发光粉末样品，采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究。X射线衍射结果显示，Eu^3＋离子容易替代MCeO3晶格中M^2＋离子的位置。荧光光谱测试结果表明，Eu^3＋掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带，峰值分别位于311和320nm左右，它们属于Ce^4＋-O^2-的电荷迁移带，SrCeO3和BaCeO3基质与Eu^3＋离子之间存在着能量转移。在MCeO3：Eu^3＋样品中，Eu^3＋的发射主要来自于^5D0激发态能级，其中以磁偶极跃迁^5D0-^7F1发射强度为最大；此外样品中还存在着较高的^5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCe03：EU^3＋样品的发射强度远大于BaCeO3：EU^3＋样品。     

Bi3+和Eu3+在Ca2SiO4中的发光和能量传递

用高温固态反应合成了Ca2SiO4:Bi3+,Ca2SiO4:Eu3+和Ca2SiO4:Eu3+,Bi3+发光体。讨论了不同掺杂量和掺杂种类时Bi3+对Eu3+的5D0-7F1,5D0-7F2发射的影响规律。实验发现,Ca2SiO4:Bi3+在紫外线激发下发出明亮的蓝色光,Ca2SiO4:Eu3+,Bi3+中的Bi3+能将激发能传递给Eu3+,使Eu3+的5D0-7F1和5D0-7F2两种跃迁都大大加强,同时,Bi3+也发出鲜艳的紫色光。     

Study of frequency upconversion in Yb<Superscript>3+</Superscript>/Eu<Superscript>3+</Superscript> by cooperative energy transfer in oxyfluoroborate glass matrix

Oxyfluoroborate glass co-doped with Eu and Yb ions has been prepared and characterized for its optical properties through photoluminescence, absorption and lifetime measurements. An intense red upconversion is observed from the ⁵D₀ level of Eu³⁺ ions through energy transfer from Yb³⁺ to Eu³⁺ ion when excited with 980 nm. The Judd–Ofelt parameters have been evaluated to estimate the local site symmetry around the Eu³⁺ ions. These parameters have been used to derive radiative properties such as transition probabilities, branching ratios, radiative lifetimes and stimulated emission cross-sections for the ⁵D₀–⁷F_J transitions. Decay of excitation of the ⁵D₀ level has been measured by monitoring the ⁵D₀→⁷F₂ transition (613 nm) at room temperature. Quantum efficiency for this transition is found to be 73%. We also monitored the effect of temperature on the fluorescence emission of Eu³⁺. PACS 42.70.Ce; 42.70.Hj     

YLiF4:Er3+,Yb3+中敏化剂浓度对发光的影响

用水热法合成了YLiF4：Er^3＋,Yh^3＋,Er^3＋的浓度固定为2mol％,Yb^3＋浓度变化范围是0～7mol％。在这个浓度范围内,980nm附近的吸收随着Yb^3＋浓度的增大而增强。用980nm激发得到的上转换发光强度随Yb^3＋浓度的增大而增强。在Yb^3＋浓度低于6mol％时,上转换发光强度随Yb^3＋浓度的增大变化的比较缓慢,当Yb^3＋浓度超过6mol％时,上转换发光突然增强。以Yb^3＋浓度是2mol％的样品为代表,研究了Er^3＋对应红光、绿光发射的激发光谱,并测试了不同波长激发下的红光发射和绿光发射,证明红光发射是来源于^4F9/2→^2I15/2,绿光是来自^4S3/2→^2I15/2和^2H11/2→^2I15/2。它们的上转换过程都是双光子过程。