稀土摻雜鎢酸鈣多晶的製備及缺陷研究小結

稀土摻雜鎢酸鈣Zn_xCa_(1-x)WO₄多晶的製備及缺陷研究小結

（1）採用高溫固相法反應法製備了一系列不同鋅鈣比的Zn_xCa_(1-x)WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶。通過XRD測試發現摻雜10mol%鋅離子的樣品保持了原有的體心四方結構，鋅離子濃度過高會破壞鎢酸鈣的晶格結構及發光中心。通過上轉換發光測試確定鋅離子濃度為10mol%時發光效果最好。因此選擇鋅鈣比為1:9的樣品為最佳基質材料，即Zn_0.1Ca_0.9WO₄。 

（2）採用高溫固相反應法製備了不同燒結條件的Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶。XRD測試表明均已形成體心四方晶格結構。通過上轉換發光測試，當燒結溫度為1000℃，燒結時間為3h時，發光效果最好。因此最佳工藝參數為燒結溫度1000℃，燒結時間3h。 

（3）採用高溫固相反應法製備了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：2mol%Tm³⁺/6mol%Yb³⁺、Zn_0.1Ca_0.9WO₄：0.4mol%Ho³⁺/4mol%Yb³⁺和Zn_0.1Ca_0.9WO₄：2mol%Tm^3+/0.6mol%Ho³⁺/8mol%Yb³⁺等樣品。XRD測試表明稀土離子的摻雜並沒有影響基質的晶格結構。 

（4）分析了稀土離子的摻雜對紫外-可見吸收光譜的影響。稀土離子的摻雜並沒有改變基質原有的體心四方結構，說明稀土離子只是取代了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。隨著稀土離子濃度的增加，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶和Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶紫外吸收邊均先紅移後藍移，說明稀土離子濃度過大會使晶格內部能量增加，阻礙自由電子躍遷，不利於上轉換發光。

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