稀土摻雜鎢酸鈣多晶粉的製備及其上轉換性能研究

該課題選用聲子能量低且結構相對穩定的Zn_0.1Ca_0.9WO₄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Zn_xCa(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Zn_0.1Ca_0.9WO₄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Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶，不同Yb³⁺離子濃度的Zn_0.1Ca_0.9WO₄：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）Zn_0.1Ca_0.9WO₄：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Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/ Tm³⁺/Yb³⁺ 多晶上轉換發光機理。

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