稀土离子共掺Gd_2O_3纳米管上转换发光性质的研究

【摘要】稀土离子因具备丰富的能级及稳定的化学性质而被用于制备上转换荧光材料,掺杂稀土离子的上转换荧光材料已成为目前的研究热点之一。随着研究的日益完善和成熟,该材料在红外生物探测、固态激光、光学储存、3D显示等方面都有着潜在的应用价值。现将本论文的主要研究内容及实验结果总结如下：用溶胶-凝胶法制备了Ho3+、Ho3+/Yb3+、Tm3+、Tm3+/Yb3+、Ho3+/Yb3+/Li+和Ho3+/Yb3+/Tm3+共掺的Gd203纳米材料。通过XRD和SEM表征了纳米管微观结构,研究在不经退火及不同退火温度下晶体的形成情况。观察到Ho3+、Tm3+的上转换发光光谱,其中绿光的发光范围在520-580nm,来自Ho3+能级5F4/5S2→5I8的跃迁；红光的发光范围在630-670nm,来自Ho3+能级5F5→5I8的跃迁；蓝光的发光范围在470-500nm,来自Tm3+能级1G4→3H6的跃迁。随着稀土离子掺杂浓度比的变化,可实现红、绿、蓝光的积分可调。根据稀土离子能级匹配条件、荧光光谱和泵浦光激发功率关系,解释了上转换发光机制。其中,红、绿光上转换荧光主要是双光子吸收过程；蓝光上转换荧光主要是三光子吸收过程。同时发现Yb3+对Tm3+的直接敏化作用,分析了Ho3+/Yb3+/Tm3+共掺Gd2O3体系中的上转换发光机制。得出,由于Tm3+能级之间的能量传递以及Ho3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+、Tm3+/Ho3+之间交叉弛豫过程的相互作用,使Tm3+对Ho3+的上转换过程起猝灭作用,从而减弱Ho3+的绿光发射,有效地提高了Tm3+的上转换蓝光的发射强度。进一步分析了Li+在Ho3+/Yb3+共掺的样品中对荧光强度的影响,发现通过掺入适量的Li+,上转换荧光强度提高了近一个数量级。由此得出,Li+对稀土离子共掺上转换发光材料的荧光输出强度具有明显的增强作用。
【作者】叶菲；
【导师】刘南春；宋瑛林；
【作者基本信息】苏州大学，光学，2014，硕士
【关键词】稀土离子；上转换发光；Gd2O3；纳米管；

【参考文献】
[1]王鑫.承淡安对仲景学术思想的继承和发扬[D].北京中医药大学,中医临床基础,2013,硕士.
[2]赵琦.上海市民工子女教育问题研究[D].华东师范大学,教育学原理,2001,硕士.
[3]吉楠.CK煤业公司市场营销策略研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[4]孙华东.“天人合一”思想在室内设计中的应用[D].西安建筑科技大学,艺术设计,2013,硕士.
[5]王世云.黄土高原露天煤矿复垦农用地跟踪监测研究[D].中国地质大学（北京）,土地资源管理,2014,硕士.
[6]侯丽丽,刘长生.煤气脱硫工艺参数检测与控制[J].冶金自动化,2003,03:28-30.
[7]仇艳艳.马克思需要理论及其当代价值[D].辽宁大学,马克思主义基本原理,2014,博士.
[8]刘承军.首钢大石河铁矿超声波浓度计适用性试验取得良好效果[J].冶金自动化,2011,01:5.
[9]王阳.大连消费者OTC购买行为研究[D].大连理工大学,工商管理,2004,硕士.
[10]朱蕴琦.中国两栖类病原壶菌检测与有害生物风险分析（PRA）[D].东北林业大学,野生动植物保护与利用,2014,博士.
[11]万翾.复合材料层合板结构的传声损失分析[D].南昌航空大学,航空宇航推进理论与工程,2013,硕士.
[12]江斌.海峡西岸经济区生态效率实证研究[D].华侨大学,数量经济学,2014,硕士.
[13]刘玄.中国歌舞类型片研究（1949-2010）[D].山东师范大学,电影学,2013,硕士.
[14]兰瑞家.荧光各向异性法研究有机小分子与血清白蛋白的结合作用[D].河北师范大学,无机化学,2004,硕士.
[15]王钊.基于模糊控制算法的重介选煤课题研究[D].曲阜师范大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[16]徐郭强.上海新二元结构下居民医疗服务利用的差异、原因及对策研究[D].上海工程技术大学,社会保障,2011,硕士.
[17]于至雯.地域文化视觉语言在威海海产品包装设计中的运用研究[D].西南交通大学,艺术设计,2013,硕士.
[18]牛欢欢.沪渝房产税改革及其经济效应分析[D].山东大学,税务学（专业学位）,2013,硕士.
[19]庞瑜.标点符号的象似性研究[D].湖南科技大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[20]邱峰,李筱芸,王明.聚丙烯/改性氧化石墨烯复合材料结构及性能研究[A].中国化学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会.2012年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集（下册）[C].中国化学会、中国机械工程学会、中国材料研究学会:,2012:3.
[21]刘玉香.切削力测量系统传感器设计[D].沈阳理工大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[22]魏立静.论保险利益原则[D].山东大学,法律（专业学位）,2012,硕士.
[23]魏博.无线传感器网络中虫洞攻击检测算法的研究[D].东北大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[24]冯飞龙.一类最优控制问题的参数优化及软件实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[25]王颖.基于MAPGIS的自动图框裁剪方法研究与开发[D].吉林大学,地质工程,2012,硕士.
[26]胡巨伟.P2X7受体拮抗剂BBG对阿尔茨海默病模型鼠海马神经元突触发育和认知功能的影响[D].宁波大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[27]薛浩然.Br(?)nsted酸性离子液体在酯化反应中的应用[D].华东师范大学,有机化学,2004,硕士.
[28]赵涛.无菌包装设备及其应用[J].中国食品工业.2001(08)
[29]王丽娜.效率追求是科技发展的推动力[J].科技导报,2014,35:7.
[30]邱璆.特高压直流输电走廊内线路的优化和布局研究[D].西南交通大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[31]张生强.A大学城建设项目水暖工程施工管理研究[D].吉林大学,项目管理,2014,硕士.
[32]潘锡杨.民生科技的价值取向及其在新农村建设中的作用[D].江西农业大学,科学技术哲学,2012,硕士.
[33]徐美红.甜瓜TILLING平台的构建及多壁碳纳米管与过氧化氢酶互作的研究[D].上海交通大学,2013.
[34]李同彬,姚若华,陈波.几种常用漏钢预报系统模型的比较(下)[J].冶金自动化,2009,04:1-4.
[35]范铁成.东辽县配电网馈线自动化实施方案设计[D].河北大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[36]鲁明旭.吉林省高校散打教学现状调查与研究[D].辽宁师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[37]栾剑.现任国际货币基金组织总裁演讲语篇的元功能分析[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[38]杨真宏.卷积Turbo码编译码的DSP实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[39]王冬芳.相关矢量量化图像编码电路系统的研究[D].西安理工大学,微电子学与固体电子学,2004,硕士.
[40]苏芬芳.微波加热法制备石墨烯纳米复合材料的研究[D].华东师范大学,2011.
[41]闫林梅.基于线性51core智能卡芯片ITCOS的开发和验证[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[42]赵鹏,倪志伟,贾兆红.数据挖掘技术在构造范例库中的应用[J].计算机应用研究,2002,07:62-64+67.
[43]白昱.低碳生态经济视角下企业碳绩效评价体系及其应用[D].山东财经大学,会计学,2014,硕士.
[44]张辉,黄雪莹.旅游产业融合的几个基本论断[J].旅游学刊,2011,04:5-6.
[45]张雷.正交复合运动锥齿轮副的设计与分析[D].重庆大学,机械设计及理论,2014,硕士.
[46]胡斌.杭州中、低收入家庭住房问题调查和住房政策研究[D].浙江大学,结构工程,2004,硕士.
[47]白振霄,宁智,孙春华,付娟.湍流通道中椭球形微粒的受力分析[J].机械工程学报,2015,06:181-188.
[48]李卓.烟田小型深耕机设计与研究[D].西南大学,农业机械化工程,2013,硕士.
[49]陈菲.南京市城市综合公园服务设施使用状况研究[D].南京农业大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[50]吴燕.高校学生思想政治教育激励机制研究[D].太原科技大学,思想政治教育,2013,硕士.