稀土三掺钨酸钙多晶上转换发光测试稀土离子浓度对发光强度的影响2

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年7月30日星期四 15:44; 作者：xinyi; 点击数：1076

以下为稀土三掺钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶上转换发光测试中稀土离子浓度对发光强度的影响。

由表3可知，随着稀土离子浓度的变化，蓝、绿、红三色光上转换发光强度变化显著。对表3所得数据进一步分析处理，分析结果如表4所示。

根据无相互作用正交实验数据分析结果，表中极差R表示单因素的改变对相应发光强度的影响程度，R值越大，表示影响程度越大。由表5-4可以看出，A因素（Tm³⁺离子）对上转换蓝光发射强度影响最大，其次为B因素（Ho³⁺离子）及C因素（Yb³⁺离子），这是由于上转换蓝光主要是由Tm³⁺离子的1G4→3H6能级跃迁产生的，而Ho³⁺离子的掺杂阻碍了Yb³⁺离子对Tm³⁺离子的敏化作用，因此也能对发光强度造成较大的影响；B因素（Ho³⁺离子）对上转换绿光发光强度影响最大，因为上转换绿光是由Ho³⁺离子的⁵S₂,⁵F₄→⁵I₈能级跃迁产生的，Tm³⁺离子虽然不参与上转换绿光的发射，但其阻碍了Yb³⁺离子对Ho³⁺离子的敏化作用，因此也对绿光发射有一定的影响；影响红光发光强度的显著因素是A因素（Tm³⁺离子）和C因素（Yb³⁺离子），说明Ho³⁺离子的⁵F₅→⁵I₈和 Tm³⁺离子的¹G₄→³F₄能级跃迁共同导致了上转换红光的发射，但Tm³⁺离子的浓度变化对红光发光强度影响较大，Ho³⁺离子浓度的改变对红光发光强度几乎没有影响，Yb³⁺离子作为敏化剂为Ho³⁺离子和Tm³⁺离子传递能量。

随后我们对发光数据进一步分析处理，得到Ho³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺三种离子浓度的改变对三色光发光强度的影响，分析结果如图4所示。

由图4可知，随着Tm³⁺离子浓度的增大，上转换蓝绿红光发光强度均减弱；Ho³⁺离子浓度的增加使上转换蓝光和红光发光强度减弱，上转换绿光发光强度先增大后减小；相比之下，Yb³⁺离子浓度的改变对蓝绿红三色光发光强度影响很小。因此，适当降低Tm³⁺离子浓度有利于上转换三色光强度的增加；减小Ho³⁺离子浓度能使上转换绿光强度降低，红光和蓝光强度增加，有利于调节蓝绿红三色光比例，此结果为上转换白光的输出提供了依据。