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《表面修飾對Er3Yb3共摻雜ZnO、TiO2納米晶上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能提高的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江師范大學(xué)碩士學(xué)位論文表面修飾對Er3+_yb3+共摻雜ZnO、Ti02納米晶上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能提高的研究ENHANCEN匝NTOFUP．CONⅦRSIONEMISSIONSINEr3+_yb3+CO．DOPEDZnOANDEr3+_yb3+CO．DOPEDTi02NANOPARTICLESAFTERSURFACEMODIFICATION碩士生：韓聰指導(dǎo)教師：李京波教授孟秀清副教授學(xué)科專業(yè)：凝聚態(tài)物理2013年5月表面修飾對Er3+_yb3+共摻雜ZnO、Ti02納米晶上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能提高的研究摘要上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，即具有
2、從低能級通過吸收光子而發(fā)光的新材料，這種材料的制備及其特性描述受到了廣泛的關(guān)注，大量的研究表明，經(jīng)過稀土摻雜的晶體、玻璃和陶瓷被認為是潛在的上轉(zhuǎn)換材料，這種材料被用來制作短波長的激光器、傳感器、彩色顯示器和紅外探測器等。然而上轉(zhuǎn)換發(fā)光的效率并不是很高，因此如何提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率成為了人們廣泛關(guān)注的話題。選擇合適的基質(zhì)材料，可以極大的提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光的效率。纖鋅礦ZnO作為一種寬帶隙半導(dǎo)體材料，具有較低的聲子能量，是一種非常好的上轉(zhuǎn)換基質(zhì)材料；而Ti02也是一種穩(wěn)定(其熔點高達1830。C)、無毒的、耐腐蝕的寬帶隙(金紅
3、石相3．0eV，銳鈦礦相為3．2eV)的半導(dǎo)體材料，同樣具有較低的聲子能量，在制作上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料方面有很好的應(yīng)用前景。在本文中，我們主要通過在ZnO和Ti02基質(zhì)中共摻雜ErS+．yb”稀土離子，并對稀土摻雜后的樣品進行表面修飾來提高樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率，具體如下：1．Er3+_yb3+共摻雜ZnO納米晶：應(yīng)用溶膠凝膠法制備出一系列的Era+．yb3+共摻雜ZnO納米晶作為籽晶，然后通過籽晶沉積的方法用Gd203對樣品進行表面修飾。通過XRD和HRTEM測試表明：E，+．Yb3+共摻雜ZnO納米晶的粒徑大小為40．7
4、0nn3，Gd203殼層的厚度約為1nnl，同時，樣品E的HRTEM測試結(jié)果表明Er3+．yb3+共摻雜ZnO納米晶的晶格常數(shù)a=3．31A，比沒有進行稀土離子摻雜的基質(zhì)材料的晶格常數(shù)要大，這是因為Er3+和Yb3+的半徑比Zn2+要大，用Gd203對樣品進行表面修飾后會在ZnO納米晶的表面形成厚度約為lnln的殼層，并且殼層是以多晶的形式包裹在核的外面。上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究表明：在980am的激光器激發(fā)下，所有的樣品用肉眼均可以直接觀測到明顯的紅光和綠光發(fā)射，樣品的峰位于515．538am、538．567nm和646—6
5、74nln之間，這些發(fā)光峰分別由2Hll尼_4115小483／2-4115／2和4F眈-4115尼能級躍遷引起。表面修飾96小時后兩種光的發(fā)光強度分別增加到原來的17．9和149．6倍，紅綠比由原來的0．036變?yōu)?．298，這種材料在短波長激光器、傳感器、彩色顯示器和紅外探測器等方面有潛在的應(yīng)用價值。2．Er3+_yb3+共摻雜Ti02納米晶：采用溶膠凝膠法制備出一系列的E?+_yb3+共摻雜Ti02納米晶(其中E一的摻雜濃度一定，而坩+的摻雜濃度不同)，然后用Mo(N03)3對納米晶進行不同時間的表面修飾。詳細研
6、究了不同Yb3+摻雜濃度和不同的修飾時間對樣品發(fā)光性能的影響。結(jié)構(gòu)測試表明Er3+和Yb3+成功的摻雜進了Ti02基質(zhì)中，Ti02單晶包裹在無定形的基質(zhì)中。表面修飾之前樣品的發(fā)光強度隨著坩+濃度的增大，先增強然后減弱。表面修飾可以增強所有樣品的發(fā)光強度，其中發(fā)光強度最大的樣品是進行表面修飾24小時的Er3+(1％)．Yb3+(10呦共摻雜Ti02納米晶。在980nm的激光器激發(fā)下，所有的樣品用肉眼均可以直接看到發(fā)光現(xiàn)象，這種材料在太陽能電池和光子晶體等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：一+．坩+共摻雜ZnO、Ti02納米
7、晶；溶膠凝膠法；表面修飾；上轉(zhuǎn)換發(fā)光lIENHANCEN瑾疆呵TOFUP．CONVERSIONE蚤ⅢSSIONSINEr3+．Yb3+CO．DOPEDZnOAND。Er3+_Yb3+CO．DOPEDTi02NANOPARTICLESAFTERSURFACEMODIFICATl0NABSTRACTThedesignandcharacterizationofnewmaterialscapableofconvertinglow-energyphotonsinputintodiscretehigher-energylumin
8、escence(i．e．UC)havereceivedgreatattentionduetothepossibilitiesofutilizingthesematerialstoachieveshortwavelengthlaser,sensor,colordisplayandinfraredviewer．HoweveLup-conversio
