稀土掺杂钨酸钙多晶粉的制备及其上转换性能研究

详细资料: 分类：钨业知识

该课题选用声子能量低且结构相对稳定的Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶作为上转换基质材料，以Ho³⁺、Tm³⁺离子作为激活剂，Yb³⁺离子为敏化剂，分别合成Ho³⁺/Yb³⁺、Tm³⁺/Yb³⁺双掺及Ho³⁺/ Tm³⁺/Yb³⁺三掺样品。通过980nm二极管激光器的激发，研究稀土离子的浓度变化对上转换发光强度及光强比的影响，并对发光机理进行分析。具体研究内容如下：

（1）钨酸钙锌多晶工艺参数的确定及结构表征：采用高温固相法制备一系列不同Zn²⁺离子浓度的Zn_xCa(1-x)WO₄：Ho³⁺/ Tm³⁺/Yb³⁺ 多晶，通过上转换发光及XRD测试确定最佳锌钙比作为本实验的基质材料；在不同烧结温度和烧结时间下对样品进行烧结，通过上转换发光及XDR测试确定最佳制备工艺。利用紫外可见吸收光谱及XRD测试对稀土双掺样品进行结构表征，研究其掺杂规律。

（2）稀土双掺Zn_0.1Ca_0.9WO₄多晶上转换发光性能研究：利用高温固相法制备了不同Ho³⁺离子浓度的Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶，不同Yb³⁺离子浓度的Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶。分别对其进行上转换稳态发射光谱、荧光寿命及功率曲线测试，研究稀土离子浓度对发光强度的影响，通过功率曲线分析其发光机理。

（3）Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/ Tm³⁺/Yb³⁺ 多晶上转换白光性能研究：在稀土双掺样品分析的基础上进行Ho³⁺/ Tm³⁺/Yb³⁺ 三掺，通过无相互作用正交实验确定掺杂浓度。研究稀土离子浓度及泵浦功率的变化对蓝绿红三色光发光强度的影响。调整稀土离子的掺杂浓度及泵浦功率，最终实现上转换白光输出。通过功率曲线测试分析Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/ Tm³⁺/Yb³⁺ 多晶上转换发光机理。