稀土掺杂钨酸钙多晶的制备及缺陷研究

稀土掺杂Zn_xCa_(1-x)WO₄多晶的制备及缺陷研究小结

（1）采用高温固相法反应法制备了一系列不同锌钙比的Zn_xCa_(1-x)WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶。通过XRD测试发现掺杂10mol%锌离子的样品保持了原有的体心四方结构，锌离子浓度过高会破坏钨酸钙的晶格结构及发光中心。通过上转换发光测试确定锌离子浓度为10mol%时发光效果最好。因此选择锌钙比为1:9的样品为最佳基质材料，即Zn_0.1Ca_0.9WO₄。 

（2）采用高温固相反应法制备了不同烧结条件的Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Tm³⁺/Yb³⁺多晶。XRD测试表明均已形成体心四方晶格结构。通过上转换发光测试，当烧结温度为1000℃，烧结时间为3h时，发光效果最好。因此最佳工艺参数为烧结温度1000℃，烧结时间3h。 

（3）采用高温固相反应法制备了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⁺等样品。XRD测试表明稀土离子的掺杂并没有影响基质的晶格结构。 

（4）分析了稀土离子的掺杂对紫外-可见吸收光谱的影响。稀土离子的掺杂并没有改变基质原有的体心四方结构，说明稀土离子只是取代了Zn²⁺离子或Ca²⁺离子的位置，多余的正电荷由Zn²⁺离子或Ca²⁺离子的空位缺陷补偿。随着稀土离子浓度的增加，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶和Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Tm³⁺/Yb³⁺多晶紫外吸收边均先红移后蓝移，说明稀土离子浓度过大会使晶格内部能量增加，阻碍自由电子跃迁，不利于上转换发光。

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