稀土掺杂钨酸钙多晶上转换发光机理

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年7月27日星期一 17:14; 作者：xinyi; 点击数：1383

以下为稀土掺杂钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶上转换发光机理的分析。

根据Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的上转换稳态发射光谱和功率曲线分析，结合Ho3+离子的能级分布图，提出了Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的上转换绿光和红光发光机理，具体机理如图6所示。

由Zn0.1Ca0.9WO4：Ho3+/Yb3+多晶的上转换功率曲线可知，上转换绿光和红光的发光过程均为两光子能量传递过程。Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶上转换绿光激发机理如下：首先 Yb³⁺离子受到980nm激光器的激发，发生能级跃迁²F_7/2→²F_5/2，处于激发态能级的Yb3+离子不断将能量传递给Ho³⁺离子，使Ho³⁺离子由基

态能级⁵I₈跃迁到⁵I₆能级。然后处于激发态能级的Yb³⁺离子再次将能量传递给Ho³⁺离子，使Ho³⁺离子由⁵I₆能级跃迁至⁵S₂,⁵F₄能级。最后Ho³⁺离子由⁵S₂,⁵F₄能级向基态能级⁵I₈跃迁，辐射出545nm左右的上转换绿光。

上转换红光发射存在无辐射弛豫过程，可能存在两种机制。第一种机制：当Ho³⁺离子吸收能量被激发到5I6能级后，通过无辐射弛豫跃迁到⁵I₇能级，处于⁵I₇能级的Ho³⁺离子再次吸收Yb³⁺离子传递的能量跃迁至⁵F₅能级。第二种机制：与绿光激发原理相似，当Ho³⁺离子与Yb³⁺离子通过两次能量传递处于⁵S₂,⁵F₄能级后，无辐射弛豫到⁵F₅能级。最后处于5F5能级的Ho³⁺离子都向基态能级⁵I₈跃迁，发射出659nm左右的上转换红光。