稀土摻雜鎢酸鈣多晶的製備方法
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- 發佈於：2015-07-15, 週三 14:17
- 作者 xinyi
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ZnxCa(1-x)WO4多晶製備方法的選擇
目前對於稀土發光材料，其基質成分主要包括玻璃鹽體系，晶體材料及納米材料。常用的製備方法有高溫固相反應法、燃燒法、沉澱法、水熱法等。
本實驗所採用的原料為ZnO、CaO、WO3及稀土氧化物粉末，經研磨後可達到細小顆粒，且樣品需要多批次重複製備。因此選用實驗重複性好，引入雜質較少的高溫固相反應法。首先各物質按化學計量比進行稱量，然後在研缽中充分研磨4小時使其混合均勻，再進行壓片處理，最後進行高溫合成，所得樣品即為ZnxCa(1-x)WO4多晶。工藝流程如圖2-1所示。
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稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究實驗的藥品與設備
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- 發佈於：2015-07-15, 週三 12:02
- 作者 xinyi
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1 實驗藥品
本實驗所需藥品及原料如表22 儀器設備 所示。
本實驗所需儀器設備如表2-2所示。
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稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究的國內外研究現狀
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- 發佈於：2015-07-15, 週三 11:55
- 作者 xinyi
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以下為稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究中上轉換發光的國內外研究現狀。
隨著雷射技術的迅猛發展，上轉換發光也越來越受到人們的關注。自從上世紀60年代上轉換發光首次報到以來，各式各樣的上轉換發光材料不斷湧現。上轉換發光是指在近紅外或紅外光的照射下，稀土離子吸收能量發生能級躍遷從而發射出特定波長的可見光。上轉換發光強度與啟動離子、敏化離子濃度和基質材料種類有關。雖然稀土離子為發光主體，但基質材料所提供的晶體場環境會對稀土離子的能級躍遷和發光強度產生影響。此外，基質材料的聲子能量也會影響上轉換效率，一般認為氯化物聲子能量較高，氟化物次之，氧化物最小。但是氧化物不穩定，氟化物穩定性最好，二者相互矛盾。因此不斷尋找上轉換效率高且結構穩定的基質材料已經成為學者們研究的熱點。
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稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究
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- 發佈於：2015-07-15, 週三 11:58
- 作者 xinyi
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該課題選用聲子能量低且結構相對穩定的Zn0.1Ca0.9WO4多晶作為上轉換基質材料，以Ho3+、Tm3+離子作為啟動劑，Yb3+離子為敏化劑，分別合成Ho3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+雙摻及Ho3+/ Tm3+/Yb3+三摻樣品。通過980nm二極體雷射器的激發，研究稀土離子的濃度變化對上轉換發光強度及光強比的影響，並對發光機理進行分析。具體研究內容如下：
（1）鎢酸鈣鋅多晶工藝參數的確定及結構表徵：採用高溫固相法製備一系列不同Zn2+離子濃度的ZnxCa(1-x)WO4：Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 多晶，通過上轉換發光及XRD測試確定最佳鋅鈣比作為本實驗的基質材料；在不同燒結溫度和燒結時間下對樣品進行燒結，通過上轉換發光及XDR測試確定最佳製備工藝。利用紫外可見吸收光譜及XRD測試對稀土雙摻樣品進行結構表徵，研究其摻雜規律。
（2）稀土雙摻Zn0.1Ca0.9WO4多晶上轉換發光性能研究：利用高溫固相法製備了不同Ho3+離子濃度的Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/Yb3+多晶，不同Yb3+離子濃度的Zn0.1Ca0.9WO4：Tm3+/Yb3+多晶。分別對其進行上轉換穩態發射光譜、螢光壽命及功率曲線測試，研究稀土離子濃度對發光強度的影響，通過功率曲線分析其發光機理。
（3）Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 多晶上轉換白光性能研究：在稀土雙摻樣品分析的基礎上進行Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 三摻，通過無相互作用正交實驗確定摻雜濃度。研究稀土離子濃度及泵浦功率的變化對藍綠紅三色光發光強度的影響。調整稀土離子的摻雜濃度及泵浦功率，最終實現上轉換白光輸出。通過功率曲線測試分析Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/ Tm3+/Yb3+ 多晶上轉換發光機理。
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稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究-上轉換發光機理的光子雪崩過程
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- 發佈於：2015-07-15, 週三 11:50
- 作者 xinyi
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以下為稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究中上轉換發光機理的光子雪崩過程的分析。
光子雪崩過程是指隨著泵浦功率不斷增大，稀土離子發光中心會在某一中間能級出現大量電子佈局，電子呈雪崩式增加，最後達到飽和狀態。光子雪崩過程簡單示意圖如圖1-5所示，電子通過光子雪崩在2能級上不斷聚集，呈雪崩式增加，直到飽和。
以Pr3+：LaCl3為例，在泵浦光源的連續激發下，Pr3+離子形成3H5→3P1能級之間的激發態吸收躍遷，在激發密度較低時這個吸收過程非常弱。然而，當入射功率超過一定閾值時，Pr3+離子的3H6、3H4能級和3H5能級之間發生交叉弛豫過程，就會形成3H5能級的有效增益，產生從3P1輻射躍遷導致的螢光。該過程如圖1-6所示。
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