稀土掺杂纳米材料的制备及其发光特性研究.pdf

内蒙古师范大学硕士学位论文稀土掺杂纳米材料的制备及其发光特性研究姓名:宝贵申请学位级别:硕士专业:无机化学指导教师:吴红英;德格吉呼 20100618 内蒙古师范大学硕士学位论文中文摘要稀土纳米发光材料表现出了诸多异于传统体相发光材料的特点,具有潜在的高量子发光效率和高分辨率等诱人的前景。所以,选择合适的基质和反应条件来合成上转换效率高、机械强度和化学稳定性较好的稀土掺杂纳米发光材料是我们基础研究工作者们的主要目的。在紫外到近红外,Er3+具有丰富的发射能级,它作为激活离子可以实现高效率的上转换发光。因此研究Er”掺杂的纳米上转换材料在发光材料的理论研究和实际应用中具有重要意义。另外,有关BaF2纳米棒的文献报道较少。本学位论文中,首先,综述了稀土掺杂纳米发光材料的发展历程及研究现状,并介绍了稀土掺杂纳米发光材料的发光机理、特殊性质、分类、研究及表征方法、制备方法和应用前景。其次,利用水热法和燃烧法,分别合成了稀土掺杂氧化物纳米材料并表征了样品。.最后,我们通过微乳液溶剂热法合成了掺杂Eu”离子的一维BaF2纳米棒和微米棒,并将它们进行比较来研究了其发光性质。本论文主要研究结果: (一)我们利用水热法合成的Y203:Er3+,Yb”,研究结果表明经 1200℃退火后的样品属于立方相结构,其形貌为棒状,直径约为100nm, 长度达到微米级,无明显团聚,分散性较好。在980nm LD激发下,样品实现了蓝(408 nm)、绿(520~570 nm)和红(650~670 nm)上转换发光, 与之相对应的辐射跃迁分别属于2H9/2_4115,2、2Hil/2,483/2_4115,2和 4F蛇一jIl5/2等。(--)我们利用燃烧法合成的Y203:Er3+,Gd3+,Ⅵ)3+,研究结果表明在不同退火温度下合成的样品均属于立方相结构,并且证实了通过燃烧法可以制备出没有杂相的Y203:Er3+,Gd”,Yb”纳米晶。在978nm激光激发下,Y203:Er3+,Gd3+,Yb”纳米晶实现了蓝绿(490nm)、绿(510~572nm)和红(630~710nm)上转换发光,与之相对应的辐射跃迁分别属于4F讹一4115,2、2H11/2,4s3,2—4115/2和4F9/2_4115/2等。随着退火温度的提高,样品发光强度具有逐渐增强的趋势。但如果考虑实际工业生产条件及能量消耗,选择退火温度为800。C可能效率更高。(三)我们采用微乳液溶剂热法合成的BaF2:Eu微米棒和BaF2:Eu 纳米棒,研究结果表明:样品为不含杂质的单相晶体;微米棒是三维结内蒙古师范大学硕士学位论文构,而纳米棒是一维结构;在紫外灯的激发下,样品的发光特性与以前报到的BaF2:Eu纳米晶体有所不同。由于样品的表面缺陷对纳米棒的光致发光过程有很大影响,样品的表面缺陷将减弱纳米棒的相对发光强度。关键词:水热法,燃烧法,上转换发光,Y203,BaF2 ABSTRACT Rare earth·luminescent materials have shown a lotof characteristic differentfrom thetraditionofthe bulklight-emittingmaterials,andposse§sed potentially highquantum luminescence efficiency and synthesis ofhighefficiency,good mechanical strength and chemical stability of rare earthdoped luminescent materials under appropriate hostandreaction conditions isthemain purpose +ion isrichinemission levelfrom ultraviolet tonear infrared, luminescence can beachieved when E,+ion used asactiveions. Therefore,the investigation ofEr3+ luminescence materials lSxmportant inthe theoretical 。。practical application. However,little iSreported about BaF2 nanorods. Inthispaper,the history ofup—c