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《稀土摻雜zno粉末的上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、吳群湘潭大學碩士論文摘要近年來，由于其在紅外探測、三維顯示、海底通訊、生物標簽等方面的廣泛應用，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料引起了廣大研究者的密切關(guān)注。在上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的研究中，基質(zhì)材料的選取是一個重要因素。目前常用的一些發(fā)光性能較好的材料在化學穩(wěn)定性、機械強度及熱穩(wěn)定性方面還有一些問題有待解決，這就給實際應用帶來了很多困難。因此尋找聲子能量低、轉(zhuǎn)換效率高、物理化學性能俱佳的新型基質(zhì)材料成為上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料研究中一個熱點。作為一種重要的光電與壓電相結(jié)合的直接帶隙寬禁帶半導體材料，ZnO以其優(yōu)異的物理化學穩(wěn)定性、較低的聲子頻-1率（437cm）在上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料的應用上有著廣闊的前景。基于
2、這樣的研究背景，本論文分別采用高溫氧化法和化學燃燒法合成了以ZnO為基質(zhì)的稀土離子共摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，結(jié)合Raman光譜、X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）以及熒光光譜等實驗結(jié)果對其上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性和發(fā)光機理進行了分析，探討了摻雜方式、成分以及組織結(jié)構(gòu)對上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率的影響。我們的研究工作取得了一些很有意義的結(jié)果，主要內(nèi)容如下：1、分別通過高溫氧化法和化學燃燒法制備了稀土離子共摻雜ZnO粉末。XRD、SEM以及Raman光譜等實驗結(jié)果表明稀土離子摻入到了ZnO基質(zhì)晶格中，且回火后ZnO晶體的粒徑增大，結(jié)晶度變好，發(fā)光強度顯著增加。3+3+2、用兩種方法制備的Er/Yb
3、共摻雜ZnO粉末在980nm半導體激光激發(fā)下都觀察到了強烈的紅色上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射。其中，燃燒法制備的樣品的紅光發(fā)射強度占到了總強度的94.1%。相比于高溫氧化法制備的樣品，其色純度得到了大大的提高。3+3+3、在980nm半導體激光激發(fā)下，通過化學燃燒法制備的Ho/Yb共摻和3+3+Tm/Yb共摻ZnO粉末的發(fā)光分別以綠色（552nm）和藍色（477nm）上轉(zhuǎn)換熒3+3+3+3+3+光為主，且發(fā)光強度均隨著Yb/RE（RE=Ho，Tm）濃度比的增大而增強。3+3+4、在488nm氬離子激光激發(fā)下，高溫氧化法制備的Er/Yb共摻雜ZnO粉末產(chǎn)生了較強的紫色上轉(zhuǎn)換發(fā)光，發(fā)光強度隨
4、激發(fā)功率的變化關(guān)系表明其為雙光3+3+3+子過程，主要是通過Er-Yb-Er之間正向和反向的能量傳遞來實現(xiàn)的。我們的研究表明了ZnO作為基質(zhì)材料將在未來的上轉(zhuǎn)換紅色熒光粉和紫外激光材料上有著潛在的應用價值。關(guān)鍵詞：ZnO；上轉(zhuǎn)換發(fā)光；高溫氧化法；化學燃燒法I吳群湘潭大學碩士論文ABSTRACTInrecentyears,rareearth(RE)dopedup-conversionopticalmaterialshavebeenextensivelystudiedowingtotheirpotentialapplicationsininfrareddetection,3Dd
5、isplay,underseacommunication,biologylabelandsoon.Thechoiceofhostmaterialisanimportantfactorintheresearchofup-conversionmaterials.Uptonow,chemicalstability,mechaniccharacteristicandthermalstabilityofthehostmaterialswithgoodluminescencecharacteristicsstillhavesomeproblemstobesolved.Therefore
6、itbecomesthehotspottofindthehostmaterialswithlowphononenergy,highconversionefficiency,goodphysicalandchemicalperformanceintheup-conversionresearch.Asanimportantphotoelectricandpiezoelectriccompoundsemiconductor,withadirectwidebandgap,ZnOhasapotentialapplicationinup-conversionfieldsbecauseo
7、fitsexcellentphysicalandchemicalstabilityandlowerphononenergy-1(437cm).Basedonthisbackground,inthisdissertation,wefabricatedseveralrareearthco-dopedZnOmaterialsthroughhightemperatureoxidationmethodandchemicalcombustionmethod.AccordingtotheresultsofRaman,X-rayd
