核壳结构NaYF4:Yb3 ,Er3 @MO2(M=Zr,Ti)的制备及其光谱性能任务书

 2021-10-12 22:17:05

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

1:毕业论文内容:

近年来,透明上转换发光材料在固态激光[1]、三维立体显示[2]、光纤通讯[3]、太阳能电池[4-6]等方面具有巨大的应用前景而引起人们的广泛关注。作为传统的光功能固体材料,晶体和玻璃由于对光的吸收或者散射较弱而具有较高的透明度。β-NaYF4晶体因具有较低的声子能量(400cm-1)、低无辐射跃迁几率和高折射率被认为是到目前为止效率最高的红外-可见光上转换发光材料[7-9]。但是,由于存在相转变(α→β),目前还无法制备大块的透明β-NaYF4单晶材料[10]。并且粉体颗粒对可见光存在严重的散射现象,所以β-NaYF4粉体的应用存在局限性。稀土离子掺杂的玻璃材料虽然具有优异的机械强度、化学稳定性和简便的制备技术,但是由于基质的声子能量较高,其上转换发光的效率要远远低于β-NaYF4晶体。所以,将β-NaYF4晶体与玻璃基质进行有效复合制备透明的复合材料,综合了晶体和玻璃的优点:高效上转化发光效率、优异的机械强度和化学稳定性,成为目前的主要研究方向。

到目前为止,稀土离子掺杂NaYF4微晶玻璃的制备已有所报道。通过高温浇铸[11-12]或溶胶-凝胶法[13-14]制备具有特定组分的无机前驱体玻璃,然后在晶化温度下进行热处理可以诱导晶体在玻璃基质中原位析出,制备出透明上转换微晶玻璃。该类材料具有较高透明度、优异的机械强度和化学稳定性,在光通讯、固态激光以及太阳能电池用上转换层等方面具有潜在用途。但是,由于析出的晶体为α-NaYF4晶粒,该微晶玻璃的上转换发光强度和效率远远不及β-NaYF4晶体。并且微晶玻璃还存在晶体结晶度不高、玻璃基体含有析晶杂质以及高度析晶情况下玻璃透明度低等不足之处。因此,现有技术制备的上转换微晶玻璃还是无法满足其应用要求。并且从我们以前的工作中发现,简单地将β-NaYF4晶体与氧化物玻璃进行复合会导致β-NaYF4晶体在不同玻璃体系中发生溶解行为。最后掺杂的稀土离子进入声子能量较高的氧化物玻璃基质中,会大大削弱稀土离子的上转换发光效率。

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2. 参考文献

[1]HeineF,HeumannE,DangerT,etal.GreenupconversioncontinuouswaveEr3 :LiYF4laseratroomtemperature[J].Appl.Phys.Lett.1994,65(4):383-384.

[2]DowningE,HesselinkL,RalstonJ,etal.Athree-Color,Solid-State,Three-DimensionalDisplay[J].Science.1996,273(5279):1185-1189.

[3]QinG,YamashitaT,AraiY,etal.22dBall-fibergreenamplifierusingEr3 -dopedfluoridefiber[J].Opt.Commun.2007,279(2):298-302.

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