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铥与镝共掺磷酸盐玻璃的制备与发光特性研究

2020-12-08阅读(561)

铥与镝共掺磷酸盐玻璃的制备与发光特性研究

论文摘要

稀土发光材料在生物成像、固体激光器、显示照明等领域当中有着极为重要的地位。发光玻璃制备工艺简单并且无需环氧树脂封装是有前景的替代发光二极管中涂抹在二极管芯片上的荧光粉材料。如今,掺杂稀土离子磷酸盐玻璃已成为研究热点。相比于其它玻璃,磷酸盐玻璃具有声子能量低、原材料价格低廉、对稀土离子的溶解度高等优点。本课题首先通过选择合适的基质配方制备了磷酸盐玻璃材料,对其发光性能和Dy3+、Tm3+之间的能量传递和不同浓度下的发光颜色进行了研究。本文选用La2O3-P2O5二元系基质材料采用熔融法制备具有不同浓度的Dy3+/Tm3+磷酸盐玻璃。随后对掺杂Dy3+/Tm3+的磷酸盐玻璃进行了紫外-可见透射光谱、激发光谱、发射光谱以及荧光寿命的测试。对于单Dy3+/Tm3+掺杂玻璃的紫外-可见透射光谱测试表明Dy3+/Tm3+在紫外可见光波段有良好的吸收,并且在由激发光谱、发射光谱Dy3+/Tm3+,得到了Dy3+/Tm3+在紫外激发的有效波段,Dy3+发射峰位于480 nm、573 nm和665 nm;Tm3+可在360 nm-370 nm波段有效激发,其Tm3+发射峰位于453 nm处,并且分别对应了离子能级跃迁,计算出不同浓度下发光材料的色度坐标。通过单掺杂Dy3+/Tm3+玻璃的激发光谱确定了能够实现两种离子共同激发的激发波段,结合透射光谱选用了350nm的激发光源测试了发射光谱,根据随浓度变化发射峰强度的分析得到了Dy3+/Tm3+两种离子之间存在着的能量传递过程,分别是Dy3+→Tm3+与Tm3+→Dy3+,并通过能量传递过程描述了发射峰降低对应的能量传递方式,然后测试了荧光寿命,进一步说明了Dy3+/Tm3+之间的能量传递情况。最后通过调节配比浓度得到白光发射,当Tm3+0.2 mol%/Dy3+0.7 mol%时得到了较为接近标准白光的发光颜色。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 磷酸盐玻璃
  •     1.2.1 玻璃的定义
  •     1.2.2 玻璃材料
  •     1.2.3 磷酸盐网络
  •   1.3 发光材料与稀土离子
  •     1.3.1 稀土元素的简介
  •     1.3.2 发光原理
  •     1.3.3 稀土离子的能级跃迁
  •     1.3.4 能量传递机理
  •   1.4 稀土离子掺杂材料发展近况
  •   1.5 选题意义
  • 第2章 稀土磷酸盐玻璃的制备与测试方法
  •   2.1 引言
  •   2.2 磷酸的形成与磷酸盐单元
  •     2.2.1 磷酸的形成
  •     2.2.2 磷酸盐单元
  •   2.3 玻璃体系选取
  •   2.4 样品的制备
  •     2.4.1 实验原料及仪器
  •     2.4.2 样品制备方法
  •   2.5 样品测试方法
  •     2.5.1 密度测试
  •     2.5.2 X射线粉末衍射（XRD）测试
  •     2.5.3 透射光谱测试
  •     2.5.4 激发光谱测试
  •     2.5.5 发射光谱测试
  •     2.5.6 荧光寿命测试
  •   2.6 本章小结
  • 2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+单掺磷酸盐玻璃'>第3章 15La2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+单掺磷酸盐玻璃
  •   3.1 引言
  •   3.2 样品制备与表征
  • 2O3-85P2O5:xDy3+磷酸盐玻璃的发光性能'>  3.3 15La2O3-85P2O5:xDy3+磷酸盐玻璃的发光性能
  • 2O3-85P2O5:xDy3+磷酸盐玻璃的光学特性'>    3.3.1 15La2O3-85P2O5:xDy3+磷酸盐玻璃的光学特性
  • 3+浓度对15La2O3-85P2O5:xDy3+磷酸盐玻璃荧光强度和色度的影响'>    3.3.2 Dy3+浓度对15La2O3-85P2O5:xDy3+磷酸盐玻璃荧光强度和色度的影响
  • 2O3-85P2O5:yTm3+磷酸盐玻璃的发光性能'>  3.4 15La2O3-85P2O5:yTm3+磷酸盐玻璃的发光性能
  • 2O3-85P2O5:yTm3+磷酸盐玻璃的光学特性'>    3.4.1 15La2O3-85P2O5:yTm3+磷酸盐玻璃的光学特性
  • 3+浓度对15La2O3-85P2O5:yTm3+磷酸盐玻璃荧光强度和色度的影响'>    3.4.2 Tm3+浓度对15La2O3-85P2O5:yTm3+磷酸盐玻璃荧光强度和色度的影响
  •   3.5 本章小结
  • 2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+共掺磷酸盐玻璃'>第4章 15La2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+共掺磷酸盐玻璃
  •   4.1 引言
  •   4.2 样品制备与表征
  • 2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+的光学特性及能级跃迁分析'>  4.3 15La2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+的光学特性及能级跃迁分析
  • 2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+的光谱分析'>    4.3.1 15La2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+的光谱分析
  • 3+-Tm3+能级跃迁分析'>    4.3.2 Dy3+-Tm3+能级跃迁分析
  •     4.3.3 荧光寿命
  • 2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+磷酸盐玻璃的白光发射'>    4.3.4 15La2O3-85P2O5:xDy3+/yTm3+磷酸盐玻璃的白光发射
  •   4.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王敬轩

    导师: 张涛

    关键词: 白光玻璃,磷酸盐玻璃,能量传递

    来源: 哈尔滨工程大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 物理学,无机化工

    单位: 哈尔滨工程大学

    分类号: O482.31;TQ171.7

    总页数: 64

    文件大小: 2752K

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