银，铝对CaSrSiO4:Yb,Er纳米荧光粉发光特性和高温传感性能的影响

论文摘要

稀土掺杂发光材料具有效率高和性能稳定等一系列优点,有着十分广泛的应用前景,尤其是稀土掺杂纳米荧光粉在高温光学温度传感器方面显示出独特的优势。因此,我们制备了一种高亮度的镱铒共掺CaSrSiO4纳米荧光粉,再通过掺入银纳米颗粒的方式进一步提升了光致发光效率,同时研究了荧光强度比和灵敏度随温度变化的关系。特别是首次将CaSrSiO4:Yb3+,Er3+纳米荧光粉末融合于铝片中并展现出优异的温度传感性能。本论文的具体研究工作包括如下内容:首先,采用高温固相法制备了系列镱、铒单掺和共掺CaSrSiO4纳米荧光粉。XRD和SEM表征结果显示,镱铒离子的掺入对荧光粉的晶体结构、纳米颗粒形貌和尺寸影响甚微。在980 nm近红外半导体激光器激发下,测量了不同镱铒浓度比的硅酸锶钙纳米荧光粉的光致发光谱,四个主要的光致发光峰的中心波长分别位于490,522,545和652 nm。光致发光谱的强度变化随镱浓度的增加呈现双峰结构态势。当保持掺铒浓度为1 mol%时,掺镱离子的优化浓度分别为9和17 mol%,且前者强度优于后者。其次,采用相同的方法制备了镱铒共掺和镱铒银共掺CaSrSiO4纳米荧光粉。XRD和SEM表征结果依然表明,Ag纳米颗粒的掺入对CaSrSiO4:Yb3+,Er3+纳米荧光粉的晶体结构和形貌没有明显影响。优化的Ag纳米颗粒掺杂浓度为0.6 mol%。对比于CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+样品522 nm处的光致发光强度,CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+,0.6Ag纳米荧光粉则增强了2.3倍。研究了303-720 K温度范围内CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+和CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+,0.6Ag纳米荧光粉荧光强度比和灵敏度随温度的变化。两个样品的灵敏度随温度变化关系均呈现出单峰结构。在423 K处,CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+粉末的灵敏度到达其最大值,约为0.0057 K-1;然而,CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+,0.6Ag纳米粉末的最大灵敏度出现在363 K,其值约为0.0073 K-1,表明后者比前者具有更好的温度传感性能。最后,采用两次高温固相烧结法将CaSrSiO4:1Er3+,xYb3+纳米荧光粉融合到铝片之中。融合在铝片中的CaSrSiO4:1Er3+,xYb3+荧光粉的优化掺镱浓度仍为9 mol%。与大多数发光材料不同的是,随着温度的提高,Al:CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+光致发光强度一直增强,并呈现出先缓慢增强、后快速增强的趋势。对比Al:CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+和CaSrSiO4:9Yb3+,1Er3+在303-723 K范围内灵敏度曲线,可以发现将纳米荧光粉融合于铝片后,光学温度传感性能得到了比较明显的改善。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张伟炜

导师: 李成仁

关键词: 纳米荧光粉,银颗粒,铝片,光学温度传感特性,灵敏度

来源: 辽宁师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,有机化工,材料科学

单位: 辽宁师范大学

基金: 辽宁省自然科学基金项目RE~(3+):SrAl_2O_4(RE=Tb,Ce,Dy,等)长余辉荧光粉发光机理与应用研究,(项目编号:201602455)

分类号: O482.31;TB383.1;TQ422

总页数: 63

文件大小: 3268K

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