Ho3+濃度對稀土摻雜鎢酸鈣：Ho3+/Yb3+多晶吸收光譜的影響2

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Ho³⁺濃度對Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶吸收光譜的影響。

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在300nm左右紫外吸收峰強度直線下降，可以把此處作為紫外吸收邊。隨著Ho³⁺離子摻雜濃度的不斷提高，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的紫外吸收邊不斷紅移，但當Ho³⁺離子濃度達到2mol%時，吸收邊逆轉發生藍移。此現象可由Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶的晶格缺陷解釋。根據第三章中對基質材料的分析，少量Zn²⁺離子的摻雜並沒有改變CaWO₄晶體原有的體心四方結構，Zn²⁺離子只是取代了晶格中Ca²⁺離子的位置。同樣，摻雜Ho³⁺離子和Yb³⁺離子佔據了Zn²⁺離子或Ca²⁺離子的位置，多餘的正電荷由Zn²⁺離子或Ca²⁺離子的空位缺陷補償。吸收邊的移動與離子極化能力有關，不同離子的極化能力如表所示。

由表可以看出，Ho³⁺、Yb³⁺離子的極化能力比Zn²⁺離子和Ca²⁺離子強。稀土離子的摻雜使Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶中WO₄^2-基團極化度增加，電子雲變形性增大，自由電子躍遷所需能量減少，因此自由電子更易發生躍遷產生紅移現象；當Ho3+離子濃度過大時，會使Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶內部能量急劇增加，自由電子被束縛在價帶很難發生能級躍遷，因此吸收邊發生藍移。 

Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的紫外吸收邊先紅移後藍移，當Ho³⁺離子濃度為1.0mol%時，吸收邊紅移至最大，此時更易發生自由電子的能級躍遷，有利於上轉換發光強度的提高。

 

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